|
啊！耐心的星星，教给我你们的心境， 你们每晚都攀上这古老的天空， 不留空白，不留阴影，不留伤痕， 也没有年龄的踪迹和对死亡的惊恐。 ——爱默生  当恒星内部的核燃料耗尽之后，维持平衡的热压力便消失了，中心区域将在强大的引力作用下收缩。当收缩到原来的半径的几十分之一时，物质的密度如此之高，使得其中的电子处于一种叫做简并态的状态。电子处于这种状态时，会出现一种叫做简并压力的力，这是一种量子效应，有时也叫做量子力学压力或者量子交换力。 电子的量子力学压力具有比热压力强大得多的力量，它能够与强大的引力相抗衡。如果形成恒星的星云的质量小于3倍太阳质量，在这个时期，简并电子压力就会起到抗衡引力的作用，这时，恒星就达到新的稳定状态而不再收缩，只靠它剩余的热发光。由简并电子压力维持稳定的天体叫做白矮星。
如果恒星的质量足够大，即使到达简并电子压力起显著作用的阶段，简并电子压力也无法抗衡引力的作用，恒星的内核就会在自身强大的引力的作用下继续收缩，并释放出巨大的引力能，使外层气体急剧膨胀，这就是超新星爆发。超新星爆发是天体演化中的一个重要环节，它是恒星演化到其生命的终点时的一次辉煌的葬礼，同时又是新恒星诞生的原动力。一方面，超新星爆发产生的强大的冲击波可能会引发附近的星云形成恒星；另一方面，超新星爆发的余烬也是形成别的天体（特别是行星）的重要原材料，因为只有在超新星爆发这种条件下，更重的元素才能被合成出来。所以，地球上的许多元素都来自那些早已毁灭的恒星。 在超新星爆发的同时，恒星的内核将由于巨大的反冲而被进一步压缩，其中的电子的能量就有可能变得很高，这时，一个电子就会与一个质子通过弱相互作用结合而变成一个中子。最终，星体内部的中子就会比质子多得多，整个星体变成了一个巨大的中子球。 当大量中子紧密地聚集在一起时，也会像电子一样出现一种量子力学压力，叫做中子简并压力。量子力学压力是与粒子的质量成正比的，因此，中子简并压力要比电子简并压力强大得多，能够抗衡大质量天体的强大的引力。于是，超新星爆发的残骸靠着这种压力维持在一个半径很小的稳定的状态下，这就是所谓的“中子星”。
我们看到，在恒星演化的整个过程中，引力和排斥力之间的对抗是一对自始至终的矛盾。引力总是倾向于使物质向引力中心汇聚，而斥力则倾向于使星体溃散。当引力与某种斥力达致平衡时，整个星体就会在一段时期内保持相对稳定的状态。当引力的作用超过了这种斥力的作用，或者这种斥力失去了有效的作用时，引力总是引发出一轮新的竞争，然后，一种新的斥力又会与引力达致新的平衡，使星体进入一个新的相对稳定的阶段。恒星的演化过程就是这样一个逐级交替的演变过程，其中万有引力自始至终主导着整个演化过程，而排斥力则逐步升级，从热核反应阶段的热压力到白矮星阶段的电子简并压力，最后到中子星阶段的中子简并压力。 如果恒星的质量更大，比如说，大于30倍太阳质量，那么，即使演化到中子星阶段，也没有任何压力能够抵挡住自身强大的引力。于是，恒星的内核将在自身引力的作用下继续塌缩到它的引力半径以内，这时，周围的引力强得足以使光也无法挣脱束缚，恒星最终从我们的视线中消失而形成黑洞。
黑洞本身虽然是黑的，但是，在引力半径以外的任何物体一旦被它吸引过去，就要受到压缩而被加热，在落入黑洞的过程中将发出高能量的电磁波。这就为观测黑洞的存在提供了一个很好的方法。
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
来自： cosmos2062 > 《待分类》
