恆星最終會演化成什麼樣子?中子星?黑洞?理論上令人難以置信

自古以來,人類一直對恆星著迷,通過現代科學,我們對恆星有了很大的瞭解,也發現了各種類型和結構的恆星,但是對於這種龐然大物我們仍然知之甚少,科學家也在努力探究著恆星的秘密。天體物理學家提出了很多宇宙中可能存在的各種恆星演化後的星體,但這都只是理論上的,我們尚未直接觀測到。

恆星最終會演化成什麼樣子?中子星?黑洞?理論上令人難以置信

恆星在其生命的末期會有幾種情況,一是坍縮為黑洞,二是變成白矮星或者中子星。如果恆星在爆發成超新星之前足夠緻密,那麼恆星將形成一顆中子星。

當這種情況發生時,恆星變得非常熱和緻密,由於物質和能量是如此之多,恆星試圖自行坍縮為奇點,但中心的費米子粒子(這種情況下是中子)遵循泡利不相容原則,不能被壓縮成相同的量子態,因此它們會自行塌陷並達到平衡。

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幾十年來,天文學家認為中子星將保持平衡,但隨著量子理論的發展,天體物理學家提出了一種新的恆星,它將在中子核退化壓力失效時形成,這種恆星被稱為夸克星。隨著恆星質量壓力增加,中子將分解成上夸克和下夸克,它們在強大的壓力和能量下能夠自由存在而不是耦合產生像質子和中子這樣的強子。

當然一些天體物理學家還有不同的看法,一些理論認為它們發生在恆星質量介於形成黑洞和中子星之間。雖然目前沒有發現夸克星,但是觀測到的許多中子星很可能就是夸克星。

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物理學家最近又提出了另外一種可能存在於夸克星和黑洞之間的理論恆星,其被稱為電弱星,由於弱核力和強磁力之間的複雜相互作用,使其能夠維持平衡。在這種電子恆星中,電磁力和弱核力相互混合,兩種力量之間將沒有任何區別,利用這種能量,它核心中的夸克也會分解為中微子。

科學家對這樣的恆星十分感興趣,也不遺餘力的在找電弱星,因為其核心的特徵和宇宙大爆炸之後十億分之一秒的早期宇宙類似,在我們宇宙那個時候,弱核力和強磁力之間也沒有任何區別。如果真的找到一顆電弱星,那麼將大大推動宇宙學的研究。

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這樣的電弱星也是宇宙中最密集的物體之一,擁有比中子星還強密度,它的質量也大得令人難以置信,一顆僅僅是蘋果大小的電弱星,就包含了兩個地球質量,這也比科學家此前觀察到任何恆星都要緻密。


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