謝謝邀請。白矮星、中子星和黑洞,是恆星演化的三種最終形態。

恆星的演化過程

恆星的演化是研究恆星誕生、成長、成熟、衰老到死亡的過程。

可以簡單歸納為,分子雲,主序星(太陽,主序星中年期),紅巨星,超巨星,末期有三種可能的冷態:白矮星,中子星,黑洞。

分子雲

從分子雲到主序星,再到紅巨星

恆星誕生於分子雲的氣體和塵埃坍縮中。隨後經過幾百萬年達到平衡狀態,成為主序星。

恆星大部分生命期都在發生核聚變產生能量。恆星從核心開始由內向外一層層將氫聚變成氦,使恆星的大小逐漸增加,通過次巨星的階段,直到達到紅巨星、超巨星的狀態。

白矮星

最終演化結果

美國天文學家錢德拉塞卡(S.Chandrasekhar,1910-1995)預言:恆星核心質量小於太陽1.44倍的恆星將會演化為白矮星。核心質量大於1.44倍太陽質量而小於3.2倍太陽質量,整體為太陽8至15倍質量將演化為中子星,核心超過3.2倍太陽質量,演化為黑洞。

超新星是在中子星或黑洞形成時爆炸形成的。超巨星則是由超出太陽質量5倍的恆星外殼膨脹形成。現在超新星爆發的機制仍不明晰,但是有兩種可能的演化終點:中子星和黑洞。

高磁化旋轉的中子星

因此,恆星演化成白矮星、中子星、黑洞之後,就結束了。

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白矮星,中子星和黑洞是恆星演化的最終階段,但是,他們卻不是永存下去的,也就是說他們最終的形態還是會變的,我們來逐一介紹一下。

首先聲明一下,這裡介紹的是獨立的系統,不是雙星或多星系統,否則的話還是會有變化的。

先說白矮星,當恆星進入白矮星階段,其內部物質就不再繼續演化了,而白矮星也可以細分為幾種,這裡就不多說了。白矮星會釋放出光和熱,但是內部的聚變反應卻逐漸停止了。因此,白矮星的最終變化會漸漸的暗淡下去,熱量逐漸散發到宇宙中,溫度會越來越低。最終與宇宙空間溫度接近,而白矮星也會變為黑矮星,不再發光,引力和大小沒有變化。這個過程將非常漫長,可能要數千億甚至數萬億年。

再說中子星,其演變與白矮星基本相同,都是有出無進,最終下場也是黑矮星,但這個比白矮星更可怕,因為其體積更小,引力更大,更加無法觀測到。

最後的是黑洞,黑洞倒不會像前面兩種那樣,因為黑洞會蒸發,這個就是霍金輻射。只是黑洞的蒸發過程也是個異常漫長的過程,時間長短與黑洞的質量有關,質量越大時間越久。而當黑洞蒸發到一定質量後,由於引力減弱,無法維持黑洞狀體,就會發生爆炸,最終消散在宇宙之中。當然關於黑洞的理論還很不完善,黑洞爆炸後是否會保留一定的物質目前還是未知。


白矮星是中低質量恆星演化的產物,在銀河系中大部分恆星的質量都在這個範圍內,也就是說,大部分恆星的結局是成為一個白矮星。白矮星的內部已經沒有核聚變反應釋放能量,因此它由極高密度物質的電子簡併壓支撐引力並達到平衡狀態。電子簡併壓力能夠支撐的最大質量是1.4倍太陽質量,即錢德拉塞卡極限。

但我們知道,星系中的大多數恆星並非是孤立的,一般都會與其它恆星組成雙星或者多星系統,而系統中的成員大小不一,壽命不同,演化道路不同,如果它們之間距離很近,還會相互影響,所以,白矮星還會繼續演化。

如果一個白矮星有一個距離很近的伴星,它可能會獲得伴星的物質補充,質量進一步增大,突破錢德拉塞卡極限,此時電子簡併壓就可能支撐不住引力收縮,就會坍縮成密度更高的天體,成為一顆中子星甚至黑洞。根據白矮星具體的情況,比如元素成分、自旋速度等,也有可能在超新星爆發中將所有物質拋入太空,除了星雲,不留下中心天體。

上圖為天狼星及其白矮星伴星。

如果白矮星是一個單星,由於內部沒有能量來源,它在發出殘餘的光熱時,會逐漸冷卻。千百億年後,白矮星將漸漸停止輻射而成為一個黑矮星,它的物質會在冷卻中結晶,如果它含有大量的碳元素,就會成為一個鑽石星。因為現在的宇宙還太年輕,即使是最年老的白矮星依然有足以發光的殘留溫度,當前的宇宙中還沒有黑矮星的存在。

與白矮星一樣,中子星也是在演化後期的老年恆星中心形成的,只是形成中子星的恆星質量更大,過程是爆裂的。根據計算當老年恆星的質量大於太陽質量的約8倍時,核心就有可能成為一顆中子星。中子星也不是恆星的最終狀態,它還會進一步演化。由於它溫度很高,能量消耗也很快,它通過減慢自轉消耗角動量維持光度,當它的角動量消耗完以後,中子星也會變成不發光的黑矮星,只是比白矮星演化的黑矮星體積更小、密度更高。

自從引力波天文台LIGO開始探測以來,已經發現了多次中子星合併產生的引力波事件,這類事件也可看做白矮星和中子星的繼續演化過程。


你沒有搜到,可是回答的人他們都能搜到,為了湊字數凈說些有的沒得。其實很簡單,白矮星和中子星一樣是在晚年恆星內部擠壓形成的,區別就是中子星的密度更大,導致與白矮星的物理結構截然不同。在晚年恆星發生超新星爆炸的時候,也許就是他們的終點,但也有情況變化成夸克星,夸克星是理論上的產物,其實就是指中子星和黑洞之間的產物。如果形成的質量進一步加大約是恆星的3倍以上就會形成黑洞。也就是說白矮星和中子星他們的終點或許就是他們自身,或者夸克星,或者黑洞


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