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23: 星之死

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    星星会因为一声巨响还是一声呜咽而死? 在前两章中,我们关注了恒星的生活故事,从出生过程到死亡边缘。 现在,我们已经准备好探索恒星结束生命的方式。 迟早,每颗恒星都会耗尽其储存的核能。 如果没有内部压力来源来平衡上覆层的重量,每颗恒星最终都会被不可阻挡的重力所取代,并在自身的重量下崩溃。 按照上一章中的粗略区分,我们将分别讨论质量较低和较高质量恒星的寿命终结演变。 决定结果(爆炸还是呜咽)的是恒星准备死亡时的质量,而不是它与生俱来的质量。 正如我们在上一章中指出的那样,恒星在中年和晚年可能会损失大量的质量。

    • 23.1: 低质量恒星之死
      在进化过程中,恒星脱落了外层,损失了其初始质量的很大一部分。 质量等于或小于 8 mSun 的恒星可能会损失足够的质量成为白矮星,白矮星的质量低于钱德拉塞卡尔极限(大约 1.4 mSun)。 退化电子施加的压力使白矮星无法收缩到更小的直径。 最终,白矮星冷静下来变成黑矮星,主要由碳、氧气和霓虹灯组成的恒星残余物。
    • 23.2:巨型恒星的演变——爆炸性结局
      在一颗巨大的恒星中,核中的氢聚变之后是其他几种涉及较重元素的聚变反应。 就在它耗尽所有能量源之前,一颗巨大的恒星有一个铁芯,周围环绕着硅、硫、氧、霓虹灯、碳、氦气和氢气壳。 铁的聚变需要能量(而不是释放能量)。 如果恒星铁芯的质量超过钱德拉塞卡尔的极限(但小于 3 mSun),则核心会崩溃,直到其密度超过 ato 的密度
    • 23.3: 超新星观测
      银河系中平均每25至100年出现一次超新星。 尽管困难重重,但自从望远镜发明以来,还没有从地球上观测到过银河系中的超新星。 但是,在邻近的星系大麦哲伦云中观测到了一颗附近的超新星(SN 1987A)。 演变为 SN 1987A 的恒星最初是一颗蓝色的超级巨星,后来演变为红色的超级巨星,在爆炸时又恢复了蓝色超级巨星的身份。 SN 1 的研究
    • 23.4: 脉冲星和中子星的发现
      至少有一些超新星会留下高磁性、快速旋转的中子星,如果它的逃逸粒子束和聚焦的辐射指向我们,则可以将其观察为脉冲星。 脉冲星定期发出快速的辐射脉冲;它们的周期在0.001到10秒之间。 旋转的中子星就像一座灯塔,将它的光束围成一圈,当光束横扫地球时会给我们一个辐射脉冲。 随着脉冲星的老化,它们会失去能量
    • 23.5: 双星系统的演变
      当白矮星或中子星是近距离双星系统的成员时,它的同伴恒星可以向其传递质量。 逐渐落到白矮星身上的物质可以在突然的聚变爆发中爆炸并形成新星。 如果物质迅速落到白矮星身上,它可以将其推过钱德拉塞卡尔的极限,使其作为 Ia 型超新星完全爆炸。 Ia 型超新星的另一种可能机制是两个白矮星的合并。 落到中子星上的物质可以
    • 23.6: 伽玛射线爆发之谜
      伽玛射线爆发持续时间从几分之一秒到几分钟不等。 它们来自四面八方,现在已知它们与非常遥远的物体有关。 能量很可能是发光的,对于我们能探测到的能量来说,地球位于光束的方向上。 长时间爆发(持续超过几秒钟)来自巨大的恒星,它们的外部氢层缺失,这些氢气层会像超新星一样爆炸。 短时间爆发被认为是恒星尸体的合并(中子星 o
    • 23.E:星之死(练习)
    • 23.S:星之死(摘要)

    缩略图:这张银河系中的星云 NGC 3603 的非凡照片是用哈勃太空望远镜拍摄的。 这张照片说明了恒星的生命周期。 在图像的下半部分,我们看到了尘埃和气体云,恒星很可能会在不久的将来形成。 在中心附近,有一群巨大的、炙手可热的年轻恒星,它们只有几百万年的历史。 星团的上方和右侧有一颗孤立的恒星,周围环绕着一圈气体。 垂直于戒指,在环的两侧,有两个蓝色的气体。 戒指和斑点被恒星弹出,其寿命已接近尾声(来源:美国宇航局、沃尔夫冈·布兰德纳(JPL/IPAC)、Eva K. Grebel(华盛顿大学)、YouHua Chu(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校)对作品的修改)。