为什么白矮星不会塌缩成中子星或黑洞?

超自然现象探索官 2024-01-08 08:18:13

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只要不超过钱德拉塞卡极限,白矮星就是稳定的。钱德拉塞卡极限规定,只要其质量不超过太阳质量的 1.4 倍,仅由简并电子气体支撑的白矮星就可以保持稳定。也就是说,电子简并的压力使其免遭破坏。白矮星主体中的原子被压缩到这样的程度,以至于它们的电子被迫进入具有最低可用能量的状态。在这一点上,进一步压缩是不可能的——至少在没有某种灾难性事件的情况下是不可能的。

如果白矮星积累了更多的质量,例如通过从伴星中获取一些物质,那么它肯定会坍缩并成为中子星,甚至可能成为黑洞。这似乎不太可能,尽管据我所知,对该过程的分析仍然是一个活跃的研究主题。

众所周知,当白矮星的质量超过钱德拉塞卡极限时,就会发生Ia型超新星,这会彻底摧毁白矮星,使其物质向各个方向飞入太空。

有一个已知的特别奇异的 Ia 型超新星案例,正式名称为 SN 2003fg,但非正式名称为“香槟超新星”。2003年,夏威夷凯克天文台的望远镜发现了它。它的不同寻常之处在于其祖星的质量——大约是两个太阳质量。这大大超过了钱德拉塞卡对白矮星 1.44 个太阳质量的限制。不知何故,这颗恒星在爆炸前积累了大量多余的物质。从发表的报告中可以清楚地看出,这颗恒星的自转速度非常快,这使其超过了正常极限。

有趣的来了。

我们能够降落在白矮星的表面还是我们的船会沉入其深处?

白矮星需要一万亿年或更长时间才能冷却到着陆舱有机会着陆而不会在接近时蒸发的温度。

黑矮星

白矮星的大气层非常浅:只有几十米。毫无疑问,它的核心是超临界的,这意味着它可以充当溶剂。鉴于氢是主要成分,着陆器必须在超稠密的热氢液体中生存,这种液体会攻击任何与氧化物、碳化物或硅化物有一点相似的东西。在我的脑海里,我想不出有任何一种物质可以在白矮星的大气层中幸存下来,包括钻石。

大气层以下是地壳。它主要是致密结晶固体形式的碳和氧,这是一种“经典”物质,很可能是一种保留了一些电子壳层和大量自由电子的金属。它几乎没有化学性质,而且它是由碳和氧组成的这一事实是无关紧要的。

再远一点,它就变成了晶体 C 和 O 核的简并固体,充满了“冷”简并电子等离子体。这里使用的“冷”一词是在技术意义上:虽然电子具有高动量,因此具有高动能,但它们的动量是电子简并性的产物,是海森堡测不准原理的结果,并且无法提取能量。

假设白矮星的地壳足够冷,不会蒸发正在接近的着陆器,那么着陆后,我们的模块将涂抹在极其致密、坚硬的地壳上,形成几乎单分子的薄膜。该模块的原子结构将衰变并成为白星的一部分。

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超自然现象探索官

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