天象知識_白矮星的形成

　　大家都知道有太陽、月亮、星星，但是大家卻不知道牠們是如何形成的，牠們所包含的原理也是一無所知。星際漫漫，任何一顆星體的構成都有其中的原理。那麽，本期星座知識就來為大家講解下白矮星是如何形成的。

　　形成過程
　　中低質量的恒星在渡過生命期的主序星階段，結束以氫聚變反應之後。將在核心進行氦聚變，將氦燃燒成碳和氧的三氦聚變過程，並膨脹成為一顆紅巨星。當紅巨星的外部區域迅速膨脹時，氦核受反作用力卻強烈向內收縮，被壓縮的物質不斷變熱，最終內核溫度將超過一億度，於是氦開始聚變成碳。經過幾百萬年，氦核燃燒殆盡，恒星的結構組成已經不那麽簡單了：外殼仍然是以氫為主的混合物，而在牠下面有一個氦層，氦層內部還埋有一個碳球。

　　核反應過程變得更加複雜，中心附近的溫度繼續上升，最終使碳轉變為其他元素。與此同時，紅巨星外部開始發生不穩定的脈動振蕩：恒星半徑時而變大，時而又縮小，穩定的主星序恒星變為極不穩定的巨大火球，火球內部的核反應也越來越趨於不穩定，忽而強烈，忽而微弱。此時的恒星內部核心實際上密度已經增大到每立方公分十噸左右，我們可以說，此時，在紅巨星內部，已經誕生了一顆白矮星。當恒星的不穩定狀態達到極限後，紅巨星會進行爆發，把核心以外的物質都拋離恒星本體，物質向外擴散成為星雲，殘留下來的內核就是我們能看到的白矮星。所以白矮星通常都由碳和氧組成。但也有可能核心的溫度可以達到燃燒碳卻仍不足以燃燒氖的溫度，這時就能形成核心由氧、氖和鎂組成的白矮星。偶爾有些由氦組成的白矮星，不過這是由聯星的質量損失造成的。

　　白矮星的內部不再有物質進行核聚變反應，因此恒星不再有能量產生。這時牠也不再由核聚變的熱來抵抗重力崩潰，而是由極端高密度的物質產生的電子簡並壓力來支撐。物理學上，對一顆沒有自轉的白矮星，電子簡並壓力能夠支撐的最大質量是1.4倍太陽質量，也就是錢德拉塞卡極限。許多碳氧白矮星的質量都接近這個極限的質量，有時經由伴星的質量傳遞，白矮星可能經由碳引爆過程爆炸成為一顆ia超新星。

　　白矮星形成時的溫度非常高，但是因為沒有能量的來源。因此將會逐漸釋放牠的熱量並解逐漸變冷 （溫度降低），這意味著牠的輻射會從最初的高色溫隨著時間逐漸減小並且轉變成紅色。經過漫長的時間，白矮星的溫度將冷卻到光度不再能被看見，而成為冷的黑矮星。但是，現在的宇宙仍然太年輕 （大約137億歲），即使是最年老的白矮星依然輻射出數千k的溫度，還不可能有黑矮星的存在。