斯皮策太空望远镜捕捉到的宇宙中隐藏黑洞的,其中**亮点表示一个内含“类星体”黑洞的遥远星系,它的外围被一层宇宙气体尘埃紧密环绕。
新浪科技讯 近日国际天文学家通过美国宇航局斯皮策太空望远镜的一项最新观测结果,在宇宙中某一狭窄区域范围内,首次同时发现了多达21处却一直深度隐藏着的宇宙“类星体”黑洞群。
这一重大发现第一次从正面证实了多年来天文学领域有关宇宙中有数目众多的隐身黑洞广泛存在的推测。充分的证据使人们相信,在浩瀚的宇宙中,的确充满着各种各样未被发现的巨大引力源泉--"类星体"黑洞群体。有关该项最新发现的详细内容,研究人员已撰文正式刊登在了2005年8月4日出版的《自然》杂志中。
“深藏不露”的类星体
我们知道在现实中的宇宙黑洞,由于其巨大的引力作用,连光线都被紧密吸引束缚,因而无法被人们直接观测发现。为确定黑洞天体存在的证据,天文学家通过研究发现,在黑洞周围的物质行为具有其特定行为:在黑洞周围的宇宙空间中,气体物质具有超高的温度,并且在被黑洞强大引力场吸引剧烈加速后,这些物质在彻底消失之前均会被提升到接近光速。而当气体物质被黑洞彻底吞噬后,整个过程都会释放出大量的X-射线。通常正是这些逃逸出来的X-射线,显示出此处有黑洞确实存在的迹象。这便是以往人们发现黑洞的最直接证据。
而另一方面,在一些格外活跃的超大型宇宙黑洞周围,由于其对周边物质剧烈的吸引和吞噬行为,还会在黑洞星体外围产生一层厚重的宇宙气体和尘埃云层,这便进一步增大了对黑洞体附近区域的观测难度,阻碍了天文学家对这些超大黑洞存在的发现工作。天文学上将这些极度活跃的黑洞定义为"类星体"。普通情况下,一 个类星体平均一年总共吞噬的物质质量,相当于1000个中等恒星质量的总和。一般情况下,这些类星体距离太阳系都非常遥远,当我们观测到他们时已经是亿万年以后的现在,这说明此类黑洞的活动出现在宇宙诞生初期。科学家推定,这种黑洞正是在成长壮大中的宇宙星系前身,所以将其命名为"类星体"。
到目前为止,只有为数不多的几个"类星体"黑洞被发现,在浩瀚的宇宙深处,是否还有数量众多的其它类星体存在,仍有待人们进一步去发现,而天文学家在该领域的研究工作则完全依靠对宇宙内部X-射线的全面观测研究来予以证实。
“充满”了黑洞的宇宙
近日,来自英国牛津大学的阿里耶-马丁内兹-圣辛格教授在介绍其首次对宇宙间隐藏黑洞的发现时说,"从以往对宇宙X-射线的观察研究中,本希望能找到宇宙中大量隐藏类星体存在的证据,但结果确都不尽如人意,令人失望。"而近日根据美国宇航局NASA的斯皮策太空望远镜(Spitzer Space Telescope)的最新观察结果,天文学家则成功穿透了遮蔽类星体黑洞的外围宇宙尘埃云层,捕捉到了其中一直暗藏不露的内部黑洞体。由于斯皮策太空望远镜能够有效收集能穿透宇宙尘埃层的红外光线,使得研究人员顺利地在一个非常狭窄的宇宙空间区域内,同时发现了数量多达21个早已存在却又"隐藏不露"的类星体黑洞群。
来自美国加州理工大学斯皮策科学中心的研究小组成员马克-雷斯在接受媒体访问时同时也表示,“如果我们抛开此次发现的21个宇宙类星体黑洞,放眼宇宙中的其它任何区域,我们完全可以大胆预测,必将有数量众多隐藏着的黑洞将会被陆续发现。这意味着,一如我们原先推测的那样,在不为人知的宇宙深处,一定有数量众多、质量超大的黑洞巨无霸,正借助着星际尘埃的隐蔽,在暗地里不断发展壮大着。”
第五名:狮子座
狮子座的人热情开朗,不容易局限于不仅有方式而墨守成规,大脑很灵便,也绝不会抵触新鲜事物。单单从之上性格特征看来,她们好像应该不是对职场黑洞的打动有强劲抵抗性的人群;但别忘记狮子座还有另一个性格特征,是他们的身上有一种想要变成中坚力量的潜力,喜爱迎着工作压力硬上、硬扛,并对这样的真实身份充斥着认可及荣誉感——很有可能也正因为这种性格,才让许多狮子座变成职场里的精锐角色。
而恰好是因而,当面对职场黑洞时,别人看见的有可能是机遇与挑战、新优势和新征程,而对狮子座而言,以前拼搏和打拼的每一步,都充斥着心血的付出及其全心的期望,她们决然不可以自己以前坚持不懈的努力在这时候被整盘打倒。因此面前诱惑,很有可能在他们眼中反倒成了代表“叛变”的危险:职场黑洞出现的时候,她们好像听见了“如今的环境中,是不是你已无法飞的更高了”这种话外音,而狮子座并不允许自己随便说“不可以”!
第四名:处女座与金牛类似,处女座的人也有比较求真务实的心态,这类心态使学生在职场中侧重于挑选脚踏实地的发展路线。除此之外处女座的人还有另一个(这是最显著的)优势,是他们总是告诫自己需要注意保持理性客观性精神状态。所以从客观性中说,处女座的人其实归属于容易冲动的种类,但成长的道路上,她们早已经习惯了了(而且喜欢上了)持续靠强悍的客观去管束理性方面。
所以尽管也会有一些情绪变化时,但处女座决不允许把这个状态送到职场上,尤其是应该做选择时。在这样的习惯下,处女座早已练就了对自身情绪的掌控力,因此当职场黑洞诱惑袭来的时候,相比好多人眼里的短期内权益,她们偏重于衡量到底怎样做才能更有助于自已的长期发展趋势。在职场中打拼的处女座自然希望以后站得更高一些、看得更远,但他们更愿意因为这个总体目标,打一场攻坚战。
第三名:水瓶座水瓶座的人在学生时代,那就不是家长和老师心目中好孩子种类,因为我们很爱挑战权威了。不管对方身份到底“超重量级”到何种程度,只要对方发现对方这样的说法不足周密,或结辩不严谨,他们就能直截了当地发布反过来建议。这一点在她们工作之后也始终不变:只需水瓶自身不认可某一见解,无论是谁也休想把他强加于到水瓶的身上。自然,有时候这类“刚愎自用”的思维模式会影响到水瓶的人际关系,自然水瓶有时候也会因自己判断错误而经济损失,但大部分时候,这一逻辑思维能力极为强劲、识人看事通常极为精确的星座或是立在正确一方的,但这种持续不断的准确性更加他的自信心增强了凭证。
总得来说,水瓶并不是不愿意飞黄腾达,但是他们不想做从长远来看贪小失大的事。毫无疑问的是,她们确实也具备挑选信息并做出相对应恰当判断的水平!
第二名:金牛座不管在日常生活中还是职场中,金牛座的人一直不善言辞,一切不愿得清晰深入就也不会轻易开口说给别人听,也由此他们总给人带来“有心计”的第一印象。的确,若论想法浓淡,金牛在12星座中可算是个中翘楚。但是他们在心中不断去算计的并非是怎样从他人那边得到各种各样益处,而只是简单的“怎样让自己过得更强、走向想要的生活”。由于金牛有个大优势,便是实干。
他们也不会盲目跟风追求别人眼中艳羡着红灯酒绿、一呼百应,只能忠诚于自己心里的想法,挑选适合自己的生活习惯。为了所谓的日常生活能变得越来越好,他们也会在工作上闯荡,但是不会在这条路上突然之间,就贪小失大地忘了初心。因此金牛在面对职场黑洞的“吸附力”时,无疑是能够轻松立于不败之地的人——对于这些有强劲自控能力和确立目的性生肖而言,要躲避不必要引诱,真是易如反掌。
第一名:天秤座天秤座的人非常容易变成职场里的精锐一族,这主要是归功于该生肖强劲的人际交往能力,但天秤座往往可在职场上一路叱诧风云,仅凭秀外慧中的外交手段是完全不足的。其实在笑脸迎人、八面玲珑的职场微笑身后,天秤座内心“人如其名”地有一把秤,随时随地用于开展精确的考量分析判断。她们也清楚自己虽然想法洁白如玉,但判断能力层面,其实比摩羯座、水瓶座等思维能力很强的生肖还略逊一筹,因此天秤座一直侧重于在做出决定前,把足量信息把握在手中,并把有关问题完全剖析清。
因而,看起来没有什么强制规则,一直笑嘻嘻挺不错讲话的天秤,在事情真真正正关系着自身合法权益时,但是十足十的省吃俭用哦(只是他们也不会让别人见到罢了)。
黑洞可以发声,发出的声波是单音,这不是歌曲或和弦,而是贝斯!美国宇航局发布了英仙座星系团中心黑洞的数据可视化视频,与以往不同的是,这次可视化的数据来自天文台X 射线钱德拉发现的声波数据。
黑洞是质量和引力很大的天体,可以从字面上理解为看不见的“无底坑”。因为即使是一个光子“掉进”它无法“逃脱”的“无底坑”,也没有一个光子出来,所以我们看不到它。第一个提出黑洞问题的人是英国地理学家约翰米歇尔,如果一个天体的质量与太阳相同,而天体的直径只有3 公里左右,那么万有引力天体表面的力量非常强大。
黑洞是一个时空区域,其中重力效应非常强,以至于电磁辐射无法逃逸到黑洞内部。广义相对论预测,足够稠密的质量可以扭曲时空,创造出被称为事件视界的不可逃避区域的边界。像太阳这样的恒星会产生大量的辐射,释放出许多高能粒子。因此,科学家也曾经记录太阳辐射出来的粒子打在探测器上发出的声音,这大概就是太阳的声音吧!还没有直接观测到黑洞的证据,但可以从受黑洞影响的时间和空间中找到黑洞的间接证据。黑洞强大的引力使恒星物质落入黑洞,在黑洞和恒星之间形成吸积气盘。在这个过程中,恒星的物质被加热并发射能量(X 射线),这是我们观察到的。这里你需要知道的是,目前还没有真正发现黑洞,只有类似黑洞的候选者。
人们常常认为太空中没有声音,因为太空大多是真空,没有可以传播声波的介质。但事实上,星系团中含有大量的气体,将无数的星系包围起来,而这种气体为声波的传播提供了介质。在声音呈现的分布中,无线电波反映最低音高,可见光数据反映中间音高,X波反映最高音高,图像最亮的位置对应声音最大的部分,也就是事件视界望远镜观测到的M87星系中心超大质量黑洞的位置。在这次对英仙座星系团中央黑洞声波数据的测试中,提取了先前经天文学家确认并从黑洞发出的声波,并通过再合成技术将它们的音调提高了,达到人类听觉的范围。美国宇航局在推特上发布了黑洞声音,让人们迅速收听。视频中类似雷达的图像可让您确定声音的来源方向。有网友戏称和想象的地狱的声音一样。
恒星爆炸形成 ,黑洞,黑洞吸收物质,形成新恒星。所以宇宙是永恒的没有开始和结束。奇点达爆炸成宇宙是错,无限大的宇宙真空里的物质是不可能,聚到一起的。 现代人太好了,有幸能听到地球以外的声音。若是一万年以后出生的,也许可以自己驾驶飞行器到太阳系外旅游一圈。
星系的中心是黑洞,而黑洞会不断吞噬,那么最后整个星系会被黑洞吞噬吗?是的。最初的想法是,黑洞吞噬一切,但它们也创造了一切。然而,黑洞不能代表宇宙中的一切,因为即使黑洞的引力是巨大的,它也不能随时间运动吞食所有物质。否则,黑洞的引力场会给宇宙一个中心。在宇宙中,时空运动中没有相应的质量膨胀辐射场,也没有涉及量子的穿透磁场。所以我认为是黑洞,在吸收物质的同时,辐射物质或者在另一个星系团中产生物质。
当它达到一定的临界值时,它会点燃黑洞中的物质,并因一定的物质碰撞力而成为恒星或其他物质物体,以维持循环或物质平衡的演化。所以我认为宇宙最终不会被黑洞吞噬,宇宙没有尽头。宇宙只是一个没有起点和终点的循环。但我不知道我是否知道。让这里的砖块专家知道,继续讨论吧!
就规模而言,一些最著名的超大质量黑洞(例如,2x10^质量的太阳黑洞)的施瓦西半径约为银河系直径的70亿倍。如果我们买一个黑洞中的星系团(宇宙中质量最大的引力物体),那么施瓦西半径只能代表银河系直径的千分之一。这个问题很有意思,它打开了大脑的漏洞。
当我回答这个问题时,我想到了一个蛇吞食自己的小视频。当然,从这个小视频中,蛇最终会死于吞咽,但它不能完全吃掉自己的身体。当然,吞食蛇和吞食宇宙的黑洞是无法相比的。黑洞和宇宙之间似乎存在着无法解决的矛盾。如果宇宙没有崩溃,时间就不会倒转。如果宇宙以光速膨胀,时间就会倒转。这两种可能性都有可能发生宇宙反转,这显然超出了我们地平线的观测范围。我们可能无法看到、验证,甚至不可能。这似乎是这个问题的难点。
恒星的诞生
马头星云,基部的亮点是正在生成新恒星的IC 434恒星的演化开始于巨分子云。一个星系中大多数虚空的密度是每立方厘米大约01到1个原子,但是巨分子云的密度是每立方厘米数百万个原子。一个巨分子云包含数十万到数千万个太阳质量,直径为50到300光年。
在巨分子云环绕星系旋转时,一些事件可能造成它的重力坍缩。 巨分子云可能互相冲撞,或者穿越旋臂的稠密部分。邻近的超新星爆发抛出的高速物质也可能是触发因素之一。最后,星系碰撞造成的星云压缩和扰动也可能形成大量恒星。
坍缩过程中的角动量守恒会造成巨分子云碎片不断分解为更小的片断。质量少于约50太阳质量的碎片会形成恒星。在这个过程中,气体被释放的势能所加热,而角动量守恒也会造成星云开始产生自转之后形成原恒星。
恒星形成的初始阶段几乎完全被密集的星云气体和灰尘所掩盖。通常,正在产生恒星的星源会通过在四周光亮的气体云上造成阴影而被观测到,这被称为包克球。
质量非常小的原恒星温度不能达到足够开始氢的核融合反应,它们会成为棕矮星。恒星和棕矮星确切的质量界限取决于化学成分,金属成分 (相较之下比氦更重的元素) 越多的界限越低。金属成分和太阳相似的原恒星,其界限大约是0075太阳质量。质量大于13木星质量(MJ)的棕矮星,会进行氘的融合反应,而有些天文学家认为这样的恒星才能称为棕矮星,比行星大但比棕矮星小的天体则被分类为次恒星天体。这两种类型,无论是否能燃烧氘,它的光度都是黯淡并在数亿年的岁月中逐渐冷却,慢慢的步向死亡。
质量更高的原恒星,核心的温度可以达到1,000万K,可以开始质子-质子链反应将氢先融合成氘,再融合成氦。在质量略大于太阳质量的恒星,碳氮氧循环在能量的产生上贡献了可观的数量。核融合的开始会导致流体静力平衡短暂的失去,这是核心向外的"辐射压"和恒星质量引起的"重力压"之间的平衡,以防止恒星进一步的"重力塌缩",但恒星迅速的演变至稳定状态。
LH 95是大麦哲伦云中的恒星育婴室。新诞生的恒星有各种不同的大小和颜色。光谱类型的范围从高热的蓝色到低温的红色,质量则从最低的0085太阳质量到超过20倍的太阳质量。恒星的亮度和颜色取决于表面的温度,而表面温度又由质量来决定。
新诞生的恒星会落在赫罗图的主序带上一个特定的点。小而冷的红矮星以缓慢的入速度燃烧氢,可以在主序带上滞留数百亿年,而质量大且热的超巨星只能在主序带上逗留数百万年。像太阳这种大小居中的恒星,在主序带上停留的时间大约是100亿年。太阳被认为正在期寿命的中间点上,因此它还在主序带上。一但恒星消耗掉核心内大部份的氢之后,它就会离开主序带。
人马座是聚集大量恒星的星场。
[编辑] 恒星的成熟
依据恒星诞生时的质量,在经历数百万至数十亿年后,在核心持续进行的核融合反应在核心累积了大量的氦。质量越大和越热的恒星制造氦的速度比质量小和冷的恒星更快。
累积的氦,密度比氢更高,因为自身的压缩和核反应的持续进行而逐渐增加。必须借由更高的温度抵抗因压缩而增强的重力,来维持稳定的平衡。
最后,核心能供应的氢会被耗尽,就没有由氢的核融合产生向外的压力来抵抗重力。它将收缩直至电子简并变得足以抵抗重力,或是核心有足够的温度 (一亿度K) 可以燃烧氦,哪一种情况会先发生取决于恒星的质量。
[编辑] 低质量恒星
在低质量恒星停止经由核反应产生能量之后,会发生什么事情,目前还无法直接得知:目前认知的宇宙年龄只有137亿岁,比低质量恒星会停止核反应的时间还短 (在某些情况下,少了几个数量级),所以目前的理论都是根据计算机模拟塑造的。
质量低于05太阳质量的恒星,在核心的氢融合停止之后,很单纯的只是因为没有足够的质量在核心产生足够的压力,因此不能进行氦核的融合反应。它们将成为红矮星,像是比邻星,其中有些的寿命会比太阳长上数千倍。目前的天文物理学模型认为01太阳质量的恒星,在主序带上停留的时间可以长达6兆年,并且要再耗上数千亿年或更多的时间,才会慢慢的塌缩成为白矮星[1]。如果恒星的核心变得停滞 (被认为有点像现在的太阳),它将始终都被数层氢的外层包围着,这些也许都是在演化中产生的氢层。但是,如果恒星有着完全的对流 (这种想法被认为是低质量恒星的主角),在它的周围就不会分出层次。果真如此,它将如同下面所说的中等质量恒星一样,它将在不引起氦融合的情况下发展成为红巨星;换言之,它将单纯的收缩,直到电子简并压力阻止重力的崩溃,然后直接转变成为白矮星。
[编辑] 中等尺度恒星
当质量类似太阳的恒星死亡时就会成为行星状星云,就像是猫眼星云。在另一种情况,在核心外围数层含有氢的壳层在核融合反应的加速下,立刻造成恒星的膨胀。因为这是在核心外围的数层,因而它们所受到的重力较低,它们扩张的速率会比能量增加的更快,因此会造成温度的下降,并且使得它们比在主序带的阶段还要偏红。像这样的恒星就称为红巨星。
根据赫罗图,红巨星是不在主序带上的巨大恒星,恒星分类是K或M,包括在金牛座内的毕宿五和牧夫座的大角星,都是红巨星。
质量在数个太阳质量之内的恒星在电子简并压力的支撑下,将发展出外围仍然包覆著氢的氦核心。它的重力将数层的氢直接挤压在氦核上,这造成氢融合的反应速率比在主序带上有着相同质量的恒星更快。这反而使恒星变得更为明亮 (亮度增加1,000 至 10,000倍) 和膨胀;膨胀的程度超过光度的增加,因而导致有效温度的下降。
恒星膨胀的是在外围的对流层,将物质由靠近核融合的区域携带至恒星的表面,并经由湍流与表面的物质混合。除了质量最低的恒星之外的所有恒星,在内部进行核融合的物质在这个点之前都是深埋在恒星的内部,经由对流的作用使核融合的产物第一次可以在恒星的表面被看见。在这个阶段的演变,结果是很微妙的,最大的效应是对氢和氦的同位素造成的改变,但是尚未能观测到。有作用的是出现在表面的碳氮氧循环,较低的12C/13C比率和改变碳和氮的比率。这些是由分光学上发现的,并且在许多演变中的恒星上被测量到。
质量与太阳相似的恒星演化示范的简图。恒星从塌缩的气体云中诞生 (1),经过收缩阶段成为原恒星 (2),然后进入主序带(3)。一旦在核心的氢被耗尽,它膨胀成为红巨星 (4),然后它的外壳散逸成为行星状星云,核心变质成为白矮星 (5)。当围绕着核心的氢被消耗时,核心吸收产生出来的氦,进一步造成核心的收缩,并且使残余的氢更快的进行核融合,这最终将导致氦融合 (包括3氦过程) 在核心进行。在质量比05太阳质量更大的恒星,电子简并压力也许能将氦融合的延后数百万至数千万年;在更重的恒星,氦核和叠加在外数层气体的总质量,将使得电子简并压力不足以延迟氦融合的过程。
当核心的温度和压力足以引燃核心的氦融合时,如果电子简并压力是支撑核心的主要力量时,将会发生氦闪。在质量更巨大的核心,电子简并压力不是支撑核心的主要力量,氦融合的燃烧相对的会较为平静的进行。即使发生氦闪,快速释放能量 (太阳能量的108数量级) 的时间也较短暂,所以在恒星外面可以观察到的表面层也不会受到影响[2]。由氦融合产生的能量会造成核心的扩张,因此叠加在核心外层的氢融合速率会减慢,使得总能量的产生降低。所以,恒星会收缩,虽然不是所有的都会再回到主序带,它会在赫罗图的水平分支上迁移,在半径上逐渐收缩和增加表面的温度。
在恒星消耗了核心的氦之后,融合在包含了碳和氧的高热核心附近继续进行。恒星随着进入赫罗图上的渐近巨星分支,与原始的红巨星演变平行,但是能量的产生较快 (因而持续的时间也较短)[3]。
在能量输出上的变化造成恒星大小和温度周期性的变化。能量输出的本身降低了能量放射的频率,伴随的还有经由强烈的恒星风和猛烈的脉动造成质量损失率的增加。在这个阶段的恒星,根据它们呈现的明显特征被称为晚期型恒星、OH-IR 恒星或 米拉型恒星。被逐出的气体是来自恒星的内部,也含有相对丰富的被创造元素,特别是碳和氧的丰度与恒星的类型有关。由气体构成的膨胀装的气壳称为环星包 (circumstellar envelope,并且会随着远离恒星而逐渐降低温度,而允许微尘和分子的形成。在理想的情况下,来自核心的高能量红外线输入环星包后会激发形成迈射。
氦燃烧的速率对温度极端的敏感,会导致极大的不稳定性。巨大的脉动组合,最终将给恒星足够的动能外面的数层气壳抛出,形成潜在的行星状星云。依然留存在星云中心的恒星核心,温度会逐渐下降而成为小而致密的白矮星。
[编辑] 大质量恒星
蟹状星云是大约在1,000年前爆炸的超新星四散的残骸。在大质量的恒星,在电子简并压力能够成为主流之前,核心已经大到能够将由氢融合产生的氦引燃。因此当这些恒星在膨胀和冷却时,它们的亮度不会比低质量的恒星大多少;但是它们会比低质量恒星开始时的阶段亮许多,并且也会比低质量恒星形成的红巨星明亮,因此这些恒星被称为超巨星。
质量特别大的恒星 (大约超过40倍太阳质量),会非常明亮和有着分长高速的恒星风。在它们膨胀成为红巨星之前,因为强大的辐射压力,倾向于先剥离外面的气体壳层,因而它们的质量损失也非常快,这导致它们在主序带的阶段都维持着表面的高温 (蓝白的颜色)。因为恒星的外壳会被极端强大的辐射压剥离,因此恒星的质量不能超过120个太阳质量。虽然较低的质量可以使外壳被剥离的速度减缓,但如果它们是靠得够近的联星,当它膨胀而外壳被剥离时,会与伴星结合;或是因为它们的自转够快,对流作用将所有的物质带至表层,造成彻底的混合,而没有可以分离的核心和外壳,都能避免成为红巨星或红超巨星[4]。
当从外壳的基部获得氢并融合成氦时,核心也逐渐变得更热和更密集。在大质量的恒星,电子简并压力不足以单独的阻止重力崩溃,至于每一种在核心被消耗掉的元素,点燃更重的元素融合之火,也都能暂时的阻止重力崩溃。如果恒星的核心不是太重 (质量大约低于14倍太阳质量,考虑到在这之前已经产生了许多质量的损耗),它也许可以如前所述的质量较低恒星,形成一颗白矮星 (外面可能有行星状星云包围着),不同的是这种白矮星主要是由氧、氖和镁组成。
在核心崩溃之前,大质量恒星的核心结构是有如洋葱般的层层排列 (未按照比例)。在有些质量之上 (估计是25倍太阳质量,原始恒星的质量大约在10倍太阳质量以内),核心的温度可以达到局部破坏的温度 (大约是11GK)开始形成氧和氦,而氦又会立刻和残余的氖融合成镁;然后氧融合形成硫、硅和少量的其他元素。最后,温度达到任何一种元素都会被局部毁坏的高温程度,通常都会释放出α粒子 (氦核),又立刻和其他原子核融合,所以有少数的原子核经过整理之后会成为更重的原子核,而释放出来的净能量是增加的,因为打破母原子核所释放出来的能量大于融合成子原子核所需要的能量。
核心质量太大不能形成白矮星,又未能达到足以承受氖转换成氧与镁的恒星,在融合成更重的元素之前,就将经历重力崩溃的过程 (因为电子捕获)[5]。无论电子捕获造成温度增加或降低,都会在重力崩溃之前构成比原来小的原子核 (像是铝和钠),可以在重力崩溃之前对总能量的产生造成重大的冲击 [6]。这也许对之后产生引人注目的超新星爆炸与抛出的元素和同位素丰度都有影响。
一旦恒星核合成的过程产生铁-56,接下来的过程都将消耗能量 (将碎片结合成原子核所释放出来的能量小于将母原子核击碎所需要的能量)。如果核心的质量大于钱德拉塞卡极限,电子简并压力将不足以支撑与对抗因为质量所产生的重力,核心将突然的产生崩溃,灾难性的崩溃将形成中子星或黑洞 (在核心的质量超过托尔曼-欧本海默-瓦可夫极限的情况下)。虽然还未完全了解过程,某些重力位能的转换使这些核心崩溃并被转换成Ib、Ic或II型超新星。只知道在核心崩溃时,就像在超新星1987 A所观测到的,会产生巨大的微中子浪涌。极端高能量的微中子会破坏一些原子核,它们的一些能量会消耗在释出核子,包括中子,还有一些能量会转换成热能和动能,因而造成冲击波与一些来自核心崩溃的物质汇合造成反弹。在非常致密的汇合物质中发生的电子捕获产生了额外的中子,有些反弹的物质受到中子的轰击,又诱发了一些核子捕获,创造出一系列,包括放射性物质铀在内,比铁重的元素[7]。虽然,非爆炸性的红巨星在早期的反应和次反应中释放出的中子也能创造出一定数量比铁重的元素,但在这种反应下产生比铁重的元素丰度 (特别是,有些稳定和长寿的同位素与一些同位素)与超新星爆炸有着显著的不同。我们发现太阳系的重元素丰度与这两者都不一样,因此无论是超新星或红巨星都无法单独的用来解释被观察到的重元素和同位素的丰度。
从核心崩溃转移到反弹物质的能量不仅产生了重元素,还提供了它们加速和脱离所需要的逃逸速度 (这种机制还没有被充分的了解),因而导致Ib、Ic或II型超新星的生成。目前对这些能量转移过程的了解仍不能令人满意,虽然目前的计算机模拟能对Ib、Ic或II型超新星的能量转移提供部分的解释,但仍不足以解释观测到的物质抛射所携带的能量[8]。从分析中子星联星 (需要两次相似的超新星) 的轨道参数和质量获得的一些证据显示氧氖镁核心崩溃所产生的超新星可能与观测到由铁核崩溃的超新星有所不同 (除了大小之外还有其他的不同) [9]。
质量最大的恒星也许在超新星爆炸中因为能量超过它的重力束缚能而完全的被毁灭。这种罕见的事件,导致成对不稳定,事后的残骸连黑洞都不是[10]。
[编辑] 恒星残骸
恒星在耗尽了它的燃料之后,依据它在生命期间的质量,如果不计算假设中的奇异星,它的残骸会是下面三种型态之一。
[编辑] 白矮星
主条目:白矮星
1太阳质量的恒星,演化成白矮星之后的质量大约是06太阳质量,被压缩的体积则近似地球的大小。白矮星是非常稳定的天体,因为它向内的重力是与核心的电子产生的电子简并压力 (这是包立不相容原理导致的结果) 达到平衡。电子简并压力提供了一个相当宽松的极限来抵抗重力进一步的压缩;因此,针对不同的化学元素,白矮星的质量越大,体积反而越小。在没有燃料可以继续燃烧的情况下,恒星残余的热量仍可以继续向外辐射数十亿年。
白矮星的化学成分取决于它的质量。只有几个太阳质量的恒星,可以进行碳融合产生镁、氖和少量其它的元素,造成一颗主要成分是氧、氖和镁的白矮星。在抛弃掉足够质量的条件下,使它的质量不至于超过钱德拉塞卡极限 (见下文);并且在碳燃烧不够猛烈的条件下,使他免于成为一颗超新星[11]。质量的数量级与太阳相同的恒星无法点燃碳融合的核反应,所产生的白矮星主要成分是碳和氧,而且质量太低,不足以产生重力崩溃,除非在后期能够增加质量 (见下文)。质量低于05太阳质量的恒星,连氦燃烧都无法引燃 (见前文),因此压缩后成为白矮星之后的主要成分是氦。
在最后,所有的白矮星都将变成冰冷黑暗的天体,有些人就称它们为黑矮星。但是目前的宇宙还不够老,还不足以产生像黑矮星这样的天体。
如果白矮星的质量能增加至超越钱德拉塞卡极限 -对主要成分是碳、氧、氖、和/或镁的白矮星,是14太阳质量,电子简并压力将无法抵抗重力,将会因为电子捕获导致恒星塌缩。取决于化学成分和塌缩前的核心温度,核心可能会塌缩成为一颗中子星,或是因为引燃碳和氧的燃烧而失控。质量越重的元素越倾向于恒星塌缩,因为需要较高的温度才能重新点燃核心的燃料,也因此能使核子减轻的电子捕获过程能使核反应较容易进行;然而,越高的核心温度越容易造成恒星核反应的失控,这会导致恒星塌缩成为Ia超新星[12]。即使大质量恒星死亡产生的II 型超新星释放出的总能量更多,这种超新星会比II型超新星还要明亮数倍。这种会导致塌缩的不稳定性使得超过甚至接近14太阳质量的白矮星不可能存在 (唯一可能的例外是超高速自转的白矮星,因为离心力的作用抵销了质量上的问题)。联星之间的质量转移可能会造成白矮星的质量接近钱德拉塞卡极限,因而造成不稳定的状况。
如果在密近双星系统中有一颗白矮星和一颗普通的恒星,来自较大伴星的氢会在白矮星周围形成吸积盘,并使得白矮星的质量增加,直到白矮星的温度增加引发失控的核反应。在白矮星的质量尚未达到钱德拉塞卡极限之前,这种爆发只会形成新星。
[编辑] 中子星
像泡泡的影像是在15,000年前爆炸的超新星产生的冲激波,现在仍在扩张中。(view larger image)主条目:中子星
当恒星的核心崩溃时,压力造成电子捕获,因而使得大多数氢都转变成为中子。原本使原子核分离的电磁力消失之后 (在比例上,如果原子核的大小如同尘埃,原子的大小就如同一个600英呎长的足球场),恒星的核心就成为只有中子的致密球体 (就像是个巨大的原子核),在外面有几层由简并物质 (主要是铁的薄层和后续的反应产生的物质) 组成的外壳。中子也遵循包立不相容原理,使用类似电子简并压力但更强的力来抵抗重力的压缩。
像这种,被称为中子星的恒星,是非常的小—直径的数量级只有10公里,尺寸不会超过一个大城市的大小—并且有折极高的密度。它们的自转周期 由于恒星的收缩而戏剧性的缩得很短 (因为角动量守恒),有些高达每秒600转。随着这些恒星的高速自转,每当恒星的磁极朝向地球时,地球就会接到一次脉冲的辐射。像这样的中子星被称为波煞,第一颗被发现的中子星就是这种型态的。
[编辑] 黑洞
主条目:黑洞
如果恒星的残骸有足够大的质量,中子简并压力将不足以阻挡恒星塌缩至史瓦西半径之下时,这个恒星的残骸就会成为黑洞。现在还不知道需要要多大的质量才会发生这种情况,而目前的估计是在2至3太阳质量。
黑洞是广义相对论所预测的天体,而在天文学上的观测和理论也都支持黑洞的存在。依据广义相对论传统的说法,没有物质或讯息能够从黑洞的内部传递给在外部的观测者,虽然量子效应允许这种严谨的规律产生误差。
虽然恒星经由塌缩产生超新星的机制还未被充分的了解,也不知道不经过可见的超新星爆炸,恒星是否能够直接塌缩形成黑洞;还是超新星爆炸之后要先形成中子星,然后再继续塌缩成为黑洞;从最初的恒星质量到最后的残骸质量之间的关联性也不完全的可靠。要解决这些不确定的问题,还需要分析更多的超新星和超新星残骸。
M31仙女座大星云(据说很远很远的未来她会和我们银河系正面相撞)
位于麒麟座的NGC 2237 玫瑰星云
位于剑鱼座的NGC 1566螺旋星系
位于狮子座的M96漩涡星系
位于银河系狮子座的NGC 6302蝴蝶星云
位于飞马座的斯蒂芬五重奏星系
位于巨蛇座的M16鹰状星云和有名的创世之柱
创世之柱(这其中孕育着很多恒星)
位于猎户座的M42大星云
位于仙女座的侧向星系NGC 891
宇宙毛毛虫IRAS 20324
NGC6960女巫帚星云
M17天鹅星云
位于麒麟座的V838变星
曝光多次的满月
M104草帽星系
位于宝瓶座的NGC 7293上帝之眼
位于仙后座的NGC 281 小精灵星云
据说人类已知最大的球状星团NGC 5139
非常著名的猎户腰带(Alnitak, Alnilam, Mintaka )
位于大熊 星座 的M82雪茄星云
太阳风暴
船底座星云的尘埃柱
名副其实的海豚星云
位于猎户座的IC 434马头星云
位于仙女座Arp 273玫瑰星系
地球的守护星:木星!(木星的巨大引力给地球造就了安全和稳定的外部环境)
从射电波段到X波段的银河系中心
更新于1996年8月的蛇夫座蛇状星云
发布于1996年的M82雪茄星云。
更新于1997年的海尔波普彗星和他的小尾巴
位于金牛座的M45昴星团
射电星系武仙座A发出的等离子喷流
位于苍蝇座的NGC 5189中国龙星云
位于人马座的M20三裂星云
发布于2013年的位于南天极的莱蒙彗星
银河系英仙臂的IC 1805 心脏星云
位于仙后座的IC1848灵魂星云
位于长蛇座的NGC 2936海豚星系(像企鹅守护着蛋)
M1梅西耶一号超有名的蟹状星云,超新星爆炸创造出的星云,据说这颗超新星最早是被中国天文学家观测到的
位于猎户座的NGC 2936猴头星云边缘
位于人马座的M17欧米伽星云恒星工厂
位于猎犬座的M106螺旋星系,星系核心有个超大质量的黑洞
NASA每日一图愚人节发布的2014 MU69(怎么好像是土豆?)
真正的2014 MU69 确实有点像土豆。(位于柯伊伯带的2014 MU69是目前人类探测到的最远的天体,2019年新视野号到达其附近给他拍摄了清晰近身照,他还有个好听的中文名字“天涯海角”)
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