红巨星、白矮星、黑矮星的质量是什么?

红巨星、白矮星、黑矮星的质量是什么?

当一颗恒星度过它漫长的青壮年期——主序星阶段,步入老年期时,它将首先变为一颗红巨星.称它为“巨星”,是突出它的体积巨大.在巨星阶段,恒星的体积将膨胀到十亿倍之多.称它为“红”巨星,是因为在这恒星迅速膨胀的同时,它的外表面离中心越来越远,所以温度将随之而降低,发出的光也就越来越偏红.不过,虽然温度降低了一些,可红巨星的体积是如此之大,它的光度也变得很大,极为明亮.肉眼看到的最亮的星中,许多都是红巨星.白矮星是一种低光度、高密度、高温度的恒星.因为它的颜色呈白色、体积比较矮小,因此被命名为白矮星.白矮星属于演化到晚年期的恒星.恒星在演化后期,抛射出大量的物质,经过大量的质量损失后,如果剩下的核的质量小于1．44个太阳质量,这颗恒星便可能演化成为白矮星.对白矮星的形成也有人认为,白矮星的前身可能是行星状星云（是宇宙中由高温气体、少量尘埃等组成的环状或圆盘状的物质,它的中心通常都有一个温度很高的恒星──中心星）的中心星,它的核能源已经基本耗尽,整个星体开始慢慢冷却、晶化,直至最后“死亡”.黑矮星是恒星末期超新星爆发以后,达不到形成黑洞的质量留下的冷核.黑矮星是类似太阳大小的白矮星继续演变的产物,其表面温度下降,停止发光发热.由于一颗恒星由形成至演变为黑矮星的生命周期比宇宙的年龄还要长,因此现时的宇宙并没有任何黑矮星.假如现时的宇宙有黑矮星存在的话,侦测它们的难度也极高.因为它们已停止放出辐射,纵使有也是极微量,且多被宇宙微波背景辐射所遮盖,因此侦测的方法只有使用重力侦测,但此方法对於质量较少的星效用不大.和褐矮星不同的是,褐矮星质量太少,其重力不足以把氢原子产生核聚变,黑矮星由于有足够质量,在它们主序星的年代能够发光发热.黑矮星是恒星末期超新星爆发以后,达不到形成黑洞的质量留下的冷核 黑矮星 (Black dwarf) 是类似太阳大小的白矮星继续演变的产物,其表面温度下降,停止发光发热.由于一颗恒星由形成至演变为黑矮星的生命周期比宇宙的年龄还要长,因此现时的宇宙并没有任何黑矮星.假如现时的宇宙有黑矮星存在的话,侦测它们的难度也极高.因为它们已停止放出辐射,纵使有也是极微量,且多被宇宙微波背景辐射所遮盖,因此侦测的方法只有使用重力侦测,但此方法对於质量较少的星效用不大.和褐矮星不同的是,褐矮星质量太少,其重力不足以把氢原子产生核聚变,黑矮星由于有足够质量,在它们主序星的年代能够发光发热.构成类似恒星,但质量不够大,不足以在核心点燃聚变反应的气态天体.其质量在恒星与行星之间.褐矮星是处于最小恒星与最大行星之间大小的天体,由于这一原因褐矮星非常暗淡,要发现它们十分复杂,因此要确定它们的大小就更加复杂.但是最近天文学家成功地发现了组成双星系统的两颗褐矮星,在确定它们围绕共同重心运行的参数之后,计算出这两颗褐矮星的重量和大小.天文学家花了12年研究才发现这两颗褐矮星,总共观察了300多个夜晚和进行了1600次测量,结果计算出两颗相当年轻褐矮星（还不满100万年）全部必需的参数,它们位于离开地球1500光年的猎户星座.双星系统中较大一颗褐矮星直径超过木星50倍,而较小一颗褐矮星直径比木星大30倍,也就是说,它们的直径分别为太阳直径的70%和50%.尽管它们初看起来不算矮小,但是它们的质量分别仅为太阳质量的5.5%和3.5%.天文学家还意外发现较轻褐矮星表面的温度更高些,虽然“普通”恒星的情形相反：恒星质量越大,它就越炽热.或许,引起这反常现象的原因在于某种物理作用过程,现代恒星结构理论没有考虑到这种物理作用过程（比如恒星的强烈磁场）.此外,这两颗褐矮星可能不是同时形成,也不是在同一地点形成,而是由于某种灾变而结合在一起,因此它们的表面温度不同,但是这一切暂时仍只是一种假设.褐矮星被称为“失败的恒星”,它由于质量不足无法成为燃烧的恒星,但其质量仍远大于太阳系最大的行星木星.天文学家在这些古怪的星球上发现了巨大的类似行星的风暴,这种风暴足以与木星上的大红斑风暴媲美.由于褐矮星会随时间的推移冷却下来,该星球上气态的铁分子就会浓缩成液态的铁云和铁雨.随着进一步的冷却,巨大的风暴就会扫过这些云层,让明亮的红外线逃逸到宇宙中.