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  • 1 # 火星一號

    白矮星和中子星的前身都是恆星,它們的最主要區別在於質量不同。恆星的質量大小決定著最終會演化成什麼天體,白矮星和中子星是兩種可能的結局。在銀河系的一千多億顆恆星中,98%的恆星質量都是小於太陽8倍,這意味著它們最終都會演化為白矮星。而不到2%的恆星會演化為中子星,其餘一部分的最大質量恆星則會演化為黑洞。那麼,為什麼不同質量的恆星會有不同的演化結果呢?白矮星和中子星的質量下限又是多少呢?

    演化成白矮星和中子星的最小恆星的質量不是白矮星和中子星的質量下限,因為恆星在演化過程中,由於核聚變以及恆星風,恆星的質量會逐漸下降。尤其是到了最後的階段,通常只有核心部分才能演化為白矮星或中子星,所以恆星最終產物的質量會小於前身恆星的質量。

    最小的恆星是紅矮星,它們的質量最低只有太陽的7.5%。由於這種恆星的質量很小,核聚變反應速率極其緩慢,所以它們可以持續燃燒極為漫長的時間,最長可達一萬億年以上。當最低質量的紅矮星消耗完氫燃料之後,引力坍縮作用會壓碎組成自身的原子的電子殼層,結果形成由電子簡併物質組成的白矮星。理論上,白矮星的質量下限應該低於太陽質量的7.5%。但由於宇宙誕生到現在才過了138億年,低質量的紅矮星還不可能演化到終點,所以宇宙中還不存在質量如此之小的白矮星。目前已發現質量最低的白矮星是SDSS J091709.55+463821.8,它的質量約為太陽的17%。

    另一方面,當白矮星的質量足夠大,達到太陽質量的1.4倍時,電子簡併壓力會被重力壓垮,結果將會產生中子星。因此,中子星的質量下限為太陽的1.4倍,這就是錢德拉塞卡極限。

  • 2 # 艾伯史密斯

    答:白矮星的質量,一般為0.07~1.44倍太陽質量;中子星的質量,推測為0.1~3倍太陽質量(兩個資料僅做參考)。

    這裡面有兩個重要極限值:

    錢德拉塞卡極限:1.44倍太陽質量,是白矮星能穩定存在的質量上限;

    奧本海默極限:中子星能穩定存在的質量上限,目前沒有準確的數值,估計在1.5~3倍太陽質量間;

    白矮星和中子星的質量存在交叉,這點並不矛盾。恆星晚期,大於8倍太陽質量的恆星,將會透過超新星爆炸的方式,把絕大部分物質拋灑出去。

    如果留下來的核質量小於1.44倍,就有可能形成白矮星,也有可能形成中子星;如果質量在1.44倍~奧本海默極限,將形成中子星,如果大於奧本海默極限,將形成夸克星或者黑洞。

    其中,中子星的質量下限0.1倍太陽質量,只是中子星能穩定存在的理論值,實際上這麼小質量的恆星核,一般都形成了白矮星。

    而白矮星的質量下限0.07倍太陽質量,取自主序星的質量下限,小於這個質量的星體無法形成主序星,只能形成褐矮星或者行星。

    小質量恆星無法引發超新星爆炸,在經歷紅巨星後,逐漸冷卻為白矮星,其質量變化不大。

    白矮星和中子星的區別在於:白矮星是靠著電子簡併壓力,維持著星體的穩定;中子星是靠著中子簡併壓力,維持著星體穩定;兩者都存在質量上限,分別由錢德拉塞卡極限和奧本海默極限給出。

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