恒星是宇宙中发光发热的天体,他们通过内部的核聚变反应释放出能量,当燃料耗尽之后便会走向死亡,根据恒星的质量不同,他们在死亡末期时,结局也会走向不同的命运!
我们知道恒星的质量越小寿命越长,质量越大寿命越短,这是由于内部核聚变的反应强烈程度。当一颗恒星的质量在30倍太阳质量以上时,内部的核反应会非常剧烈,这会使得内部的燃料消耗极快,一般在几百万年左右后,燃料就会被耗尽走向死亡。
这类恒星的核心温度和压力极高,它会一步步聚变直到铁元素才会停止,而铁元素由于无法再聚变释放出能量,此时恒星的自身引力就会被打破,物质极速向中心坍缩并迅速反弹,最终发生超新星爆发。
在爆发之后恒星将留下一个内核,如果这个内核的质量在太阳质量的3.2倍以上,也就是超过奥本海默极限,那么这个内核会继续坍缩,在强大的引力下会将一切都碾为粉末,并聚集到一点,然后就会形成一个连光都无法逃脱的黑洞。
而当恒星的质量在8-30倍太阳质量以下时,这类恒星同样也会聚变到铁元素才会停止聚变,然后发生超新星爆发,不过这类恒星在发生超新星爆发之后,内核一般只有1.4倍到3.2倍太阳质量,核心不会超过奥本海默极限。
此时内核只会不断挤压原子,然后将电子压进原子核中,并同质子结合形成中子,最终所有中子都紧紧的靠在一起,就会形成由中子构成的中子星。
中子星的密度很大,仅每立方厘米的质量就能够达到10-20亿吨,其表面的逃逸速度大约是光速的百分之50,当光进入他的表面之后都会以抛物线的形式才能逃脱他的引力。
而当一颗恒星的质量在0.5-8倍太阳质量以下时,这类恒星就不会发生超新星爆发了,由于该恒星质量过小,恒星内部聚变到碳元素就会停止,他在末期会形成红巨星,体积并不断膨胀,在膨胀过程中物质会逐渐向外消散,然后形成行星状星云,最终留下一个致密内核,这个内核就是白矮星。
我们的太阳就是这类恒星,他在生命末期不会和大质量恒星一样发生耀眼的爆炸,只会安静的消亡走完一生,然后形成行星状星云。
而当一颗恒星的质量在0.5倍太阳质量以下时,他既不会发生爆炸也不会消散成行星状星云,由于这类恒星属于红矮星,其聚变非常温和,其核心的温度和压力只能点燃氢元素。因此随着时间的推移,氢元素逐渐耗尽之后只会越来越暗。
根据科学家的研究发现,红矮星的寿命非常之长,他能够一直燃烧上千亿年左右,然而目前宇宙的年龄只有138亿年,所以迄今为止科学家还没有在宇宙中发现死亡的红矮星。
这也意味着红矮星的结局至今是一个迷,只是理论上推测红矮星的最终宿命可能会变成一颗不发光的黑矮星。