什么是白矮星?白矮星的形成过程是什么？ 世界看点

什么是白矮星?

白矮星是一种低光度、高密度、高温度的恒星。白矮星是由简并电子的压力抗衡引力而维持平衡状态的致密星。因早期发现的大多呈白色而得名。表面温度8000K，通常发出白光，可有几十亿年寿命。因为它的颜色呈白色、体积比较矮小，因此被命名为白矮星。白矮星是演化到末期的恒星，主要由碳构成，外部覆盖一层氢气与氦气。白矮星在亿万年的时间里逐渐冷却、变暗，它体积小，亮度低，但密度高，质量大。1982年出版的白矮星星表表明，银河系当时中已被发现的白矮星有488颗，它们都是离太阳不远的近距天体。随着观测天文学在最近几十年迅速的发展，尤其是大型巡天项目的实施，新发现的天体数目急剧增加，尤其是SDSS的光谱巡天和Gaia卫星的巡天已经发现了数十万的白矮星。

白矮星的形成过程是什么?

中低质量的恒星在主序星阶段，氢聚变反应结束以后，将在核心进行氦聚变，即每三个氦核聚变成一个碳核，碳核再捕获另外的氦核而形成氧核，并膨胀成为一颗红巨星。当红巨星的辐射压力不能平衡引力，外部向外膨胀并不断变冷，而内部氦核受引力作用收缩坍塌，被压缩的物质不断变热，最终内核温度将超过一亿度，于是氦开始聚变成碳。经过几百万年，氦核燃烧殆尽，恒星的结构组成已经不那么简单了：外壳仍然是以氢为主的混合物，而在它下面有一个氦层，氦层内部还埋有一个碳球。核反应过程变得更加复杂，中心附近的温度继续上升，最终使碳转变为其他元素。与此同时，红巨星外部开始发生不稳定的脉动振荡：恒星半径时而变大，时而又缩小，稳定的主星序恒星变为极不稳定的巨大火球，火球内部的核反应也越来越趋于不稳定，忽而强烈，忽而微弱。此时的恒星内部核心实际上密度已经增大到每立方厘米十吨左右，我们可以说，此时，在红巨星内部，已经诞生了一颗白矮星。当恒星的不稳定状态达到极限后，红巨星会进行爆发，把核心以外的物质都抛离恒星本体，物质向外扩散成为星云，残留下来的内核就是我们能看到的白矮星。所以白矮星通常都由碳和氧组成。但也有可能核心的温度可以达到燃烧碳却仍不足以燃烧氖的温度，这时就能形成核心由氧、氖和镁组成的白矮星。偶尔有些由氦组成的白矮星，不过这是由联星的质量损失造成的。