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网友：我当时在思考白矮星和中子星的体积问题。但问题却不在于体积大小，而是当你增加它们的质量时会发生什么。 例如，如果一个白矮星在一个双星系统内，其中有一个红巨星正在失去物质，并且这些物质被加入到白矮星上，那么白矮星的体积会如何随时间变化？增加的物质会使它变大，直到它质量过大而坍塌成中子星，还是增加的质量会使它在更多的质量的支撑下加速变小？我认为同样的类比也可以用于中子星获得质量，并最终变成黑洞。它的大小如何随着质量的增加而变化？我同时也认为体积可能不变，但我不知道为什么。我的问题是，当物质被加入时，这些恒星的大小会发生什么变化？  图解：脉冲星PSR B1509-58的辐射，一个快速旋转的中子星，使得周边气体X射线发光（金色，来自钱德拉）并且照亮星云的其他部分，这里以红外线可见（蓝色与红色，来自WISE）。 回答：这些是非常有趣的问题，但答案有点复杂，并且“理论”和“现实”中的答案有些不同。白矮星（WDs）和中子星（NSs）是一类物体中的两个，即“惰性自引力器”，也就是它们纯粹用气压来支撑自己而不在引力下坍塌。在这种情况下，“气体”可指我们所熟悉任何的气体，也可以是在白矮星和中子星中发现的惰性物质。这类中的其他物体包括褐矮星和巨行星。事实上，如果你忽略化学成分，只考虑重力和压力，巨行星可被认为是质量非常低的白矮星，它们的物理体征非常相似。  图解：中子星的模型 想象一个体积小的巨行星，比如海王星，这颗行星完全由气体和简并压力支撑。如果我们慢慢地把质量加到海王星上，行星的半径就会开始增长。当然，重力和压力也会增加，但不足以抵消体积的增加。这将持续发生，直到此星球有几十个或数百个木星的大小。此时，重力和压力的增加克服了我们增加的质量，物体开始变小。（记住，我们在这里加入了惰性物质。如果我们加入的是可聚变的氢，我们会得到一颗聚变恒星，这将是一个完全不同的故事！）最终，当你增加了一个太阳左右的质量，你会得到一个和地球差不多大的物体：白矮星。  图解：白矮星的质量——半径关系图 所以你的问题的答案是，对于质量小于木星的物体，增加质量会增加它们的体积；对于质量比木星大的物体，由于重力和压力的增加，增加质量会减小它们的体积。由于白矮星和中子星比木星质量大得多，它们的体积也随质量的增加而减小。 在现实中，当一个双星系统将物质倾倒到白矮星上时，一颗新星就会出现，并将大部分多余的物质送回太空。  然而，如果白矮星通过这个过程获得足够的质量，它将坍塌成I型超新星。超新星太强大了，可能不会留下中子星，白矮星也会被炸裂。另一方面，一颗中子星如果积聚了过多的质量，的确会坍缩成一个黑洞。  中子星是一颗巨恒星坍缩的核心，在坍缩之前，它的总质量在10到29个太阳质量之间。中子星是最小和密度最大的恒星，不包括假设的夸克星和奇异星。中子星的半径约为10公里（6.2英里），质量低于2.16个太阳质量。它们是由一颗大质量恒星的超新星爆炸，再加上引力坍缩造成的，引力坍缩将白矮星的密度压缩到原子核密度。  |
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