再大的恒星都吞不了黑洞,反而越大的恒星越容易被臨近的天體給偷走物質(zhì),這是什么原因呢?
一、為什么越大的恒星越脆弱?
在大家的印象中,大的另一個(gè)含義也就意味著強(qiáng)壯,要不然就不會(huì)有以大欺小這種說法了!但在恒星界卻是另一個(gè)概念,因?yàn)楹阈堑拇笫怯性虻模环N是本身體積龐大,而另一種則是因?yàn)楹阈堑牟煌莼A段所導(dǎo)致,我們先來說說恒星演化所導(dǎo)致的紅巨星!
1、紅巨星
紅巨星是從黃矮星開始到40倍太陽質(zhì)量以下恒星特有的一個(gè)演化階段,它是一顆恒星演化到末期一個(gè)極度不穩(wěn)的燃燒階段!質(zhì)量在小于2.5倍太陽質(zhì)量以內(nèi)的恒星,輻射層的存在使得氦元素堆積在核心,當(dāng)氫元素消耗殆盡后失去輻射壓支撐的外殼將會(huì)發(fā)生坍縮,將會(huì)突然達(dá)到氦點(diǎn)燃聚變的溫度,一分鐘之內(nèi)堆積在輻射層內(nèi)的氦元素即聚變成碳元素,并產(chǎn)生大量的能量向外殼傳遞,出現(xiàn)所謂的“氦閃”!而外部氣殼也在一次次氦閃中逐漸脫離恒星成為行星狀星云!
質(zhì)量在9-40倍之間的恒星在內(nèi)核氫元素耗盡后則會(huì)繼續(xù)燃燒外圍氫元素,而內(nèi)核氦元素則會(huì)收縮達(dá)到聚變溫度,從而產(chǎn)生更大的能量,導(dǎo)致外殼極度膨脹,表面溫度則繼續(xù)下降而偏紅,這就是紅巨星的來歷!
迄今為止發(fā)現(xiàn)體積最大的紅巨星是盾牌座UY,假如將它放到太陽系,它的直徑達(dá)到了土星軌道附近!但它的總質(zhì)量只達(dá)到了太陽的7-10倍!
2、超過愛丁頓極限的恒星
在這里應(yīng)該簡(jiǎn)單了解下愛丁頓極限,恒星的一輩子都是輻射壓和引力平衡的結(jié)果,無論是紅矮星還是黃矮星或另一個(gè)發(fā)展階段的紅巨星,只有一點(diǎn)不一樣,哪個(gè)略占上風(fēng),小質(zhì)量恒星比如黃矮星,初期輻射壓對(duì)抗引力坍縮,恒星維持正常發(fā)光,但后期氦元素燃燒輻射壓劇增,將會(huì)導(dǎo)致恒星出現(xiàn)膨脹,這就是紅巨星的來歷!
但有一種恒星,誕生后輻射壓與引力就幾乎處在了臨界狀態(tài),劇烈的恒星風(fēng)使得大量的恒星物質(zhì)逃離了恒星,因?yàn)楹阈堑囊σ呀?jīng)無法束縛住恒星咆哮的核心!這種就是處在了愛丁頓極限的恒星,質(zhì)量大約是太陽的150倍!
二、能吞噬恒星不止是黑洞,還有白矮星、中子星!
Ia型超新星爆發(fā)就是我們要聊的話題,因?yàn)檫@樣的恒星天文學(xué)家非常感興趣!它是一顆白矮星和恒星或者紅巨星的組合,大部分是與紅巨星的組合,因?yàn)榕蛎浐蟮暮阈俏镔|(zhì)剛好落入了白矮星的洛希瓣,它將大量吞噬恒星物質(zhì)!
白矮星有一個(gè)特性,它是內(nèi)核質(zhì)量低于1.44倍太陽質(zhì)量的恒星坍縮而成,因?yàn)橘|(zhì)量不夠它只能坍縮成電子簡(jiǎn)并態(tài)物質(zhì)組成的天體,稱為白矮星,它恒星終極命運(yùn)中最后還保留物質(zhì)特性的天體,比如碳氧白矮星!它的這個(gè)特性非常奇妙,即:吞噬伴星物質(zhì)后超過1.44倍太陽時(shí)即發(fā)生Ia型超新星爆發(fā),因?yàn)楸l(fā)時(shí)質(zhì)量非常恒定,爆發(fā)的光度一致,因此天文學(xué)家經(jīng)常用它作為標(biāo)準(zhǔn)燭光,因?yàn)槲覀円呀?jīng)知道Ia型超新星爆發(fā)時(shí)的能量級(jí)別,那么只要測(cè)算光度即可知道目標(biāo)星系與我們之間的距離!
當(dāng)兩個(gè)天體接近時(shí)候,兩個(gè)天體的臨界等位面會(huì)在他們之間的拉格朗日點(diǎn)交會(huì),在兩個(gè)天體間形成一個(gè)8字形的瓣形狀,當(dāng)恒星物質(zhì)超越了恒星的洛希瓣,擴(kuò)展到了洛希瓣外時(shí),它將被另一顆致密天體所吸引而通過拉格朗日點(diǎn)落入另一顆天體!
上述式中,r1為天體的洛希瓣,M1和M2分別為大天體和小天體的質(zhì)量,A為兩個(gè)天體之間的距離。我們會(huì)發(fā)現(xiàn),致密天體總是在這個(gè)拉鋸戰(zhàn)中占優(yōu)勢(shì),比如白矮星和紅巨星在相互接近的過程中,白矮星的洛希瓣始終會(huì)在其周圍,而紅巨星的則因?yàn)槊芏葮O低,因此它的洛希瓣會(huì)逐漸縮小到恒星內(nèi)部,此時(shí)兩者之間的恒星物質(zhì)交換即刻發(fā)生,只是白矮星屬于接收方,恒星則慢慢被白矮星所吞噬!
恒星在面對(duì)致密天體的小弟弟-白矮星時(shí)已經(jīng)束手無策(但只要恒星夠大,白矮星將會(huì)超過1.44倍太陽質(zhì)量時(shí)自爆,比如第谷超新星,恒星最后存活),那么在面對(duì)更進(jìn)一步的中子星時(shí)根本無招架之力,最后與致密天體的祖師爺黑洞對(duì)決時(shí)直接就棄械投降了!但這并不是黑洞想要的,因?yàn)楹诙凑嬲哪康氖菍⒑阈菑氐淄淌桑?/p>
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