超大恒星更强大吗?比黑洞质量更大的恒星能吞并黑洞?然并卵!

2019-07-31 02:04   作者:麻客   出处:门户网    

  导读: 原标题:超大恒星更强大吗?比黑洞质量更大的恒星能吞并黑洞?然并卵! 再大的恒星都吞不了黑洞,反而越大的恒星越容易被临近的天体给偷走物质,这是什么原因呢? 一、为什么越大的恒星越脆弱? 在大家的印象中,

原标题:超大恒星更强大吗?比黑洞质量更大的恒星能吞并黑洞?然并卵!

再大的恒星都吞不了黑洞,反而越大的恒星越容易被临近的天体给偷走物质,这是什么原因呢?

超大恒星更强大吗?比黑洞质量更大的恒星能吞并黑洞?然并卵!

一、为什么越大的恒星越脆弱?

在大家的印象中,大的另一个含义也就意味着强壮,要不然就不会有以大欺小这种说法了!但在恒星界却是另一个概念,因为恒星的大是有原因的,一种是本身体积庞大,而另一种则是因为恒星的不同演化阶段所导致,我们先来说说恒星演化所导致的红巨星!

超大恒星更强大吗?比黑洞质量更大的恒星能吞并黑洞?然并卵!

1、红巨星

红巨星是从黄矮星开始到40倍太阳质量以下恒星特有的一个演化阶段,它是一颗恒星演化到末期一个极度不稳的燃烧阶段!质量在小于2.5倍太阳质量以内的恒星,辐射层的存在使得氦元素堆积在核心,当氢元素消耗殆尽后失去辐射压支撑的外壳将会发生坍缩,将会突然达到氦点燃聚变的温度,一分钟之内堆积在辐射层内的氦元素即聚变成碳元素,并产生大量的能量向外壳传递,出现所谓的“氦闪”!而外部气壳也在一次次氦闪中逐渐脱离恒星成为行星状星云!

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质量在9-40倍之间的恒星在内核氢元素耗尽后则会继续燃烧外围氢元素,而内核氦元素则会收缩达到聚变温度,从而产生更大的能量,导致外壳极度膨胀,表面温度则继续下降而偏红,这就是红巨星的来历!

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迄今为止发现体积最大的红巨星是盾牌座UY,假如将它放到太阳系,它的直径达到了土星轨道附近!但它的总质量只达到了太阳的7-10倍!

2、超过爱丁顿极限的恒星

在这里应该简单了解下爱丁顿极限,恒星的一辈子都是辐射压和引力平衡的结果,无论是红矮星还是黄矮星或另一个发展阶段的红巨星,只有一点不一样,哪个略占上风,小质量恒星比如黄矮星,初期辐射压对抗引力坍缩,恒星维持正常发光,但后期氦元素燃烧辐射压剧增,将会导致恒星出现膨胀,这就是红巨星的来历!

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但有一种恒星,诞生后辐射压与引力就几乎处在了临界状态,剧烈的恒星风使得大量的恒星物质逃离了恒星,因为恒星的引力已经无法束缚住恒星咆哮的核心!这种就是处在了爱丁顿极限的恒星,质量大约是太阳的150倍!

二、能吞噬恒星不止是黑洞,还有白矮星、中子星!

Ia型超新星爆发就是我们要聊的话题,因为这样的恒星天文学家非常感兴趣!它是一颗白矮星和恒星或者红巨星的组合,大部分是与红巨星的组合,因为膨胀后的恒星物质刚好落入了白矮星的洛希瓣,它将大量吞噬恒星物质!

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白矮星有一个特性,它是内核质量低于1.44倍太阳质量的恒星坍缩而成,因为质量不够它只能坍缩成电子简并态物质组成的天体,称为白矮星,它恒星终极命运中最后还保留物质特性的天体,比如碳氧白矮星!它的这个特性非常奇妙,即:吞噬伴星物质后超过1.44倍太阳时即发生Ia型超新星爆发,因为爆发时质量非常恒定,爆发的光度一致,因此天文学家经常用它作为标准烛光,因为我们已经知道Ia型超新星爆发时的能量级别,那么只要测算光度即可知道目标星系与我们之间的距离!

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当两个天体接近时候,两个天体的临界等位面会在他们之间的拉格朗日点交会,在两个天体间形成一个8字形的瓣形状,当恒星物质超越了恒星的洛希瓣,扩展到了洛希瓣外时,它将被另一颗致密天体所吸引而通过拉格朗日点落入另一颗天体!

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上述式中,r1为天体的洛希瓣,M1和M2分别为大天体和小天体的质量,A为两个天体之间的距离。我们会发现,致密天体总是在这个拉锯战中占优势,比如白矮星和红巨星在相互接近的过程中,白矮星的洛希瓣始终会在其周围,而红巨星的则因为密度极低,因此它的洛希瓣会逐渐缩小到恒星内部,此时两者之间的恒星物质交换即刻发生,只是白矮星属于接收方,恒星则慢慢被白矮星所吞噬!

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恒星在面对致密天体的小弟弟-白矮星时已经束手无策(但只要恒星够大,白矮星将会超过1.44倍太阳质量时自爆,比如第谷超新星,恒星最后存活),那么在面对更进一步的中子星时根本无招架之力,最后与致密天体的祖师爷黑洞对决时直接就弃械投降了!但这并不是黑洞想要的,因为黑洞真正的目的是将恒星彻底吞噬!

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