白矮星是多大的恒星變成的,是由什么組成的呢 _大的

白矮星的歷史，要從19世紀(jì)的普魯士說(shuō)起。
當(dāng)時(shí)普魯士柯尼斯堡天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)弗里德里希.威廉.貝塞爾，在1838年首次成功測(cè)量了恒星的距離，這讓他成為天文界響當(dāng)當(dāng)?shù)娜宋?。貝塞爾并未躺在功勞簿上享受人生，他開(kāi)始研究恒星的運(yùn)動(dòng) 。他的目光轉(zhuǎn)向了天狼星，天狼星是除了太陽(yáng)以外，我們?nèi)祟惪吹降淖盍恋暮阈牵彩请x我們較近的恒星之一（最近的是半人馬座比鄰星），距離我們8.6光年。

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弗里德里希.威廉.貝塞爾
1844年，他根據(jù)多年觀測(cè)的數(shù)據(jù)整理，發(fā)現(xiàn)天狼星的運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)某種周期性的搖晃。據(jù)此他預(yù)言，這是因?yàn)樘炖切侵苓呌幸活w暗星，暗星的引力導(dǎo)致天狼星出現(xiàn)這種運(yùn)動(dòng)模式。不過(guò)由于當(dāng)時(shí)天文觀測(cè)的手段還比較落后，未能觀測(cè)到這顆暗星。

到1862年1月，美國(guó)高端望遠(yuǎn)鏡制造商阿爾文.克拉克和他的兒子，在為一個(gè)18.5英寸望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行色彩測(cè)試時(shí)候，發(fā)現(xiàn)了天狼星旁邊有一顆非常昏暗的暗星。新發(fā)現(xiàn)的這顆暗星位置恰好處于可以影響天狼星軌道的位置。經(jīng)過(guò)全世界天文界的觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)這顆暗星，也就是天狼星B，雖然亮度不如太陽(yáng)的百分之一，但是其引力足夠拉動(dòng)天狼星A——也就是我們?nèi)庋劭梢钥吹降奶炖切?。天狼星A的質(zhì)量基本與太陽(yáng)相當(dāng) 。當(dāng)時(shí)人們的習(xí)慣思維就是，天狼星B是一顆走到壽命末端的恒星，因此雖然它質(zhì)量很大，但是表面溫度很低，因此才顯得那么暗淡。

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哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝到的天狼星和它的伴星
當(dāng)時(shí)還無(wú)法測(cè)定天狼星B的光譜，不過(guò)到了1915年，普林斯頓大學(xué)的天文學(xué)家羅素測(cè)得了天狼星B的光譜，卻發(fā)現(xiàn)它顯示出一顆熾熱的藍(lán)白色恒星才具有的光譜特性，表面溫度高達(dá)25000K，我們的太陽(yáng)表面溫度才5800K，這溫度比太陽(yáng)溫度還要高的多。
這就是一個(gè)巨大的矛盾，一顆質(zhì)量相當(dāng)于太陽(yáng)，表面溫度比太陽(yáng)還要高幾倍的恒星，為什么會(huì)看起來(lái)那么暗淡。因此答案呼之欲出，這顆恒星的表面積一定非常小，換句話說(shuō)，它的體積非常小，密度要非常高。天狼星B，直徑2萬(wàn)公里左右。它是目前觀測(cè)到的最大質(zhì)量的白矮星，但個(gè)頭只比地球稍大，還沒(méi)有海王星和天王星大，經(jīng)過(guò)計(jì)算它的密度達(dá)到太陽(yáng)的25000倍左右。這在當(dāng)時(shí)引起了巨大的爭(zhēng)論，當(dāng)時(shí)的物理學(xué)無(wú)法解釋這種密度的恒星是如何保持穩(wěn)定的。

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天狼星B的體積比地球稍大
直到1926年，英國(guó)物理學(xué)家福勒根據(jù)當(dāng)時(shí)迅猛發(fā)展的量子力學(xué)理論對(duì)此進(jìn)行了解釋。我們知道，原子內(nèi)部原子核只占很小一部分空間，大部分外部空間都被電子軌道所占據(jù) 。在白矮星內(nèi)部壓力極大，電子軌道也被壓縮到極小的空間。白矮星持續(xù)穩(wěn)定關(guān)鍵是由極高密度和快速移動(dòng)的電子產(chǎn)生的令人難以置信的巨大斥力，這種斥力被稱為簡(jiǎn)并壓。正是這種電子帶來(lái)的簡(jiǎn)并壓抵抗住了恒星質(zhì)量帶來(lái)的巨大引力，防止恒星進(jìn)一步坍縮。在白矮星中心，壓力要比太陽(yáng)中心壓力高出100萬(wàn)倍。
白矮星的這種狀態(tài)，只能是恒星燃料消耗殆盡以后的產(chǎn)物。白矮星沒(méi)有能量來(lái)源，當(dāng)恒星燃燒遺留的能量釋放殆盡后，白矮星會(huì)逐漸冷卻，停止輻射，成為一顆比鉆石還要硬的巨大晶體，這就是黑矮星。
當(dāng)時(shí)，大家都認(rèn)為所有恒星最終都會(huì)演變成白矮星。直到又一位天才橫空出世。
1930年，19歲的錢(qián)德拉塞卡本科畢業(yè)后，很幸運(yùn)的獲得了劍橋大學(xué)獎(jiǎng)學(xué)金，準(zhǔn)備從印度坐船去英國(guó)讀研究生。

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錢(qián)德拉塞卡，也是大牛，李政道和楊振寧都是他的學(xué)生
在18天的海上旅行期間，由于坐船空余時(shí)間多，于是他決定研究一下白矮星（這就是沒(méi)有手機(jī)玩的結(jié)果）。但是錢(qián)德拉在思考中發(fā)現(xiàn)，如果白矮星的質(zhì)量越來(lái)越大，在恒星內(nèi)部電子移動(dòng)速度會(huì)越來(lái)越快，最終接近光速，而根據(jù)相對(duì)論光速是不可超越的。因此電子的簡(jiǎn)并壓肯定有個(gè)極限。由于對(duì)相對(duì)論和量子力學(xué)都非常熟悉，錢(qián)德拉經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，白矮星的質(zhì)量上限是1.4個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，質(zhì)量再大的話，電子的簡(jiǎn)并壓則無(wú)法對(duì)抗萬(wàn)有引力的力量。這個(gè)質(zhì)量上限就是“錢(qián)德拉塞卡極限” 。

今天我們知道，超越錢(qián)德拉塞卡極限后的恒星，最終會(huì)變成超行星，中子星，乃至黑洞。

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由于遭到打壓，錢(qián)德拉塞卡（左一）在1983年才獲得諾貝爾獎(jiǎng)
白矮星是中低質(zhì)量的恒星（如太陽(yáng)）在結(jié)束氫聚變反應(yīng)之后。將在核心進(jìn)行氦聚變，將氦燃燒成碳和氧的三氦聚變過(guò)程，并膨脹成為一顆紅巨星。
當(dāng)紅巨星的外部區(qū)域迅速膨脹時(shí)，氦核受反作用力卻強(qiáng)烈向內(nèi)收縮，被壓縮的物質(zhì)不斷變熱，最終內(nèi)核溫度將超過(guò)一億度，滿足了繼續(xù)聚變的條件，于是氦開(kāi)始聚變成碳。
再經(jīng)過(guò)數(shù)百萬(wàn)年后，氦核將燃燒殆盡，而氦層內(nèi)部變成了一個(gè)碳球。這種情況下，核反應(yīng)過(guò)程變得更加復(fù)雜，中心附近的溫度會(huì)繼續(xù)上升，最終使碳轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌?。
與此同時(shí)，紅巨星外部開(kāi)始發(fā)生不穩(wěn)定的脈動(dòng)振蕩：恒星半徑時(shí)而變大，時(shí)而又縮小，穩(wěn)定的主星序恒星變?yōu)闃O不穩(wěn)定的巨大火球，火球內(nèi)部的核反應(yīng)也越來(lái)越趨于不穩(wěn)定，忽而強(qiáng)烈，忽而微弱。
此時(shí)的恒星內(nèi)部核心實(shí)際上密度已經(jīng)增大到每立方厘米十噸左右，而這就就可以表明這顆恒星內(nèi)部已經(jīng)誕生了一顆白矮星。
【白矮星是多大的恒星變成的,是由什么組成的呢】白矮星主要由碳和氧組成。