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恒星大都会成为这种星体,但至今没发现一颗,只因宇宙年龄不够长
2019-11-25           作者: 科普大世界

根据宇宙大爆炸理论来看,宇宙诞生至今已经有138亿年的历史,也已经形成了多种多样的天体,比如恒星、行星等,其中恒星因为质量的不同在其主序星阶段结束之后,分别会形成黑矮星、白矮星、中子星、黑洞等。但是天文观测,只发现了白矮星、中子星和黑洞,迄今为止还没有发现黑矮星的存在。

恒星大都会成为这种星体,但至今没发现一颗,只因宇宙年龄不够长

 

恒星大都会成为这种星体,但至今没发现一颗,只因宇宙年龄不够长

 

黑矮星是一种内部已经不再核聚变,表层也不再发光发热的的大质量天体。一般认为当红矮星主序星阶段结束之后,就会成为黑矮星,而橙矮星、黄矮星和蓝矮星的主序星阶段结束之后会成为白矮星,白矮星通常是上述星体演化到末期形成的红巨星外围的恒星风吹散之后留下的恒星残骸,它形成初期仍然有着很高的热能,巨大的引力还会让部分氢元素回归星体本身,从而在星体表面形成核聚变,所以白矮星仍然会发光发热,但是当他的表面无法吸聚具较多的物质,热量散失殆尽之后,它也会成为黑矮星。

恒星大都会成为这种星体,但至今没发现一颗,只因宇宙年龄不够长

 

还有理论认为中子星也会经历这样的阶段,最终也会成为黑矮星,所以宇宙中绝大多数的恒星到最后都会成为黑矮星,只有质量最大的少部分恒星会形成黑洞。

恒星大都会成为这种星体,但至今没发现一颗,只因宇宙年龄不够长

 

那么为什么迄今为止还没有在宇宙中看到黑矮星呢?不只是因为这种星体不发光,不容易被看到。更主要的是因为理论上来看宇宙中形成黑矮星的时间要比如今宇宙的年龄还要长得多,就是说,如今宇宙的年龄还不到形成黑矮星的时间,所以还无法在宇宙中看到黑矮星。

恒星大都会成为这种星体,但至今没发现一颗,只因宇宙年龄不够长

 

为什么这么说呢?我们来看看上面所讲的黑矮型形成的三种渠道所需要的时间就知道了,首先说能直接形成黑矮星的红矮星,红海星的质量只有太阳的8%~50%左右,虽然它的质量特别小,但它的寿命(主序星阶段)非常长,可达太阳寿命的10~100倍,太阳的寿命被认为可达100~120亿年,即便是太阳寿命的10倍,也可达1000亿年,但是如今宇宙的寿命只有138亿年,很显然这种渠道还不足以让红矮星成为黑矮星。

恒星大都会成为这种星体,但至今没发现一颗,只因宇宙年龄不够长

 

再看白矮星,在橙矮星、黄矮星、蓝矮星这几种星体中,蓝矮星的寿命最短,如今宇宙中存在的白矮星,也大都是这类星体形成的,但是理论上认为白矮星的自身热量散失到和宇宙温度差不多的状态是需要历时200亿年左右,仅仅这个时间段就已经超过了如今宇宙的年龄,所以即便是宇宙中最早形成的白矮星,也仍然没有成为黑矮星。

恒星大都会成为这种星体,但至今没发现一颗,只因宇宙年龄不够长

 

更何况白矮星形成之后,它仍然会吸收周围的氢气等气体,使得表面发生氢核聚变,有些白矮星甚至会发生氦闪激发la型超新星爆发,在爆炸中烟消云散。因此白矮星就是想冷却也并不是那么容易的事情,因为白矮星形成之后,通常其周围的物质还是很丰富的,所以白矮星的冷却时间通常都会超过200亿年。而中子星由于质量更大,热量更高,周围的物质也更加富集,所以形成黑矮星的时间会更长。

恒星大都会成为这种星体,但至今没发现一颗,只因宇宙年龄不够长

 

由此来看,迄今为止宇宙中仍然没有黑矮星形成,目前这种星体在宇宙中还是不存在的,更不能发现它了。

责任编辑: 蔚 蓝 文章来源:
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