天文question

Question

什麼是脈衝星&波霎？還有它的由來.....
行星、中子星、超新星...恆星的一生有哪些過程？
什麼是黑洞的「氣體的塌陷」？

Answer 1

中子星 (波霎、脈衝星──宇宙的燈塔)的發現是， 在 1967 年，丹麥電波天文學家約塞琳‧貝爾 (Jocelyn Bell) 發現天空有奇怪的星體， 它們不像其他已知的星球會持續發光， 而是每隔數秒就發射一串規律的 無線電波脈衝。 這些奇怪的星體即為今日所知的脈衝星， 它們是旋轉相當快速的老化垂死星球，它們的組成元素幾乎都是中子，且伴隨著強大的磁場。 因此會從它們南北兩極附近發射出無線電波束橫掃太空，就像燈塔發出的光束一樣。 中子星的直徑不超過 30 公里，但密度階次約為 1012克/每立方公分，是顆十分密緻的星體，且有著達 1012 - 13 高斯的強烈磁場，正因為小體積內所擁有如此大的磁場而造就出中子星兩極的輻射和噴流的景觀。 中子星的噴流和輻射會隨著物質與能量的耗失， 而呈現出旋轉周期逐漸緩慢的現象。
中子星（Neutron Star）：
一顆半徑不到 15 公里，但每立方公分就擁有數十億噸質量的超高密度、幾乎都是中子所組成的星體。 它是恆星演化到核融合反應結束、邁向死亡而塌陷後僅靠中子間的斥力維持它不致繼續塌陷的星體。 因為中子星通常都俱有強烈的磁場和高速的自轉，以致於在它的磁場兩極有電磁波輻射和物質噴流的現象； 若這些電磁波能規律地仿如燈塔的探照被我們觀測到，所以在 1967 年由於這個特徵發現了它們的存在， 因此它們也有著「波霎」的稱呼。


1.誕生: 萬有引力將塵埃和氫氣拉在一起,形成球體,再分裂,形成幾個微型球體。
2.發光: 當原始恆星的中心達攝氏1千萬,核反應把氫變成氦,開始發亮。
3.膨脹: 當氫減少時,它就膨脹成一個較冷、大的恆星,名"紅巨星"。
4.再膨脹: 當恆星繼續變冷、大, 叫"紅超巨星"。最後形成鐵,結束長期的燃燒。
5.崩潰: 當"紅超巨星"死亡的時候,它會在不足一秒內崩潰,然後便會發生"超新星爆炸"。
6.超新星的後遺: 爆炸後可能留下一個"脈衝星"--一個旋轉的球體,發出無線電波,光波。
7.微型空間: 巨大恆星的剩餘部份會崩潰成一個微型空間,即是"黑洞"。
它像是一個宇宙的出口,所有光和物質都無法擺脫它。
黑洞的「氣體的塌陷
黑 洞 是 一 個 時 空 的 黑 暗 區，它是由具有極大質量的超巨星在塌陷時所造成的，恆星的核心在本身重量的影響下非常快速的收縮，並釋放出強勁的暴發能量，如果核心物質大的使塌陷無限地繼續下去，便產生了黑洞，在重力巨大的擠壓下，所留下的物質有難以想像的高密度。由於黑洞的質量非常大，使得它們具有強大的重力場，這些力量大的連光線也無法逃出它的手掌心，這也就是為什麼它要叫做黑洞的原因了，在它的邊界內你看不到任何東西。的 基 本 特 徵 是 有 一 個 封 閉 的 視 界 。 這 視 界 就 是 黑 洞 的 邊 界 ， 一 切 外 來 的 物 質 和 輻 射 可 以 進 入 這 視 界 以 內 ， 但 視 界 內 任 何 物 質 都 不 能 從 裡 面 跑 來。

「黑洞」，顧名思義就是一個漆黑的洞。因其周圍存在巨大的引力場引力過強，以至於連自己發出的光線都無法由其中逃脫而出。就連光線由外射入 ，也像射入無底洞。然而大質量塌縮的恒星是如何到達此情境的呢?試想一物體於一塌縮星的表面，隨著恒星塌落而凝縮，不停的靠向中心，重力愈來愈強。(天體的重力離中心愈近愈大)而恒星愈收縮，要離開它的表面速度要求愈大。當恒星塌縮到到光速時，已幾乎無任何物體可逃脫而出。(根據愛因斯坦相對論而言，光速是所有物体速度的極限，幾乎沒有任何物體的速度會超過光速。)而塌縮到光速都無法逃出時，任何物體都不可能再從黑洞中出來。當恒星塌縮到此一境界時，這時黑洞所呈現的半徑就稱為「史瓦西半徑」。假設地球也做如此的塌縮，那此時地球的史瓦西半徑就為一厘米寬。但恒星並非一定凝縮到此程度才形成不可逃脫的表面。質量愈大，其史瓦西半徑內的物質密度愈小。如質量是太陽一億倍的，縮到水的密度便達到史瓦西半徑了。

,換句話說, 當 一 顆 質 量 相 當 大 的 星 體的 核 能 耗 盡 後 ， 沒 有 輻 射 壓 力 去 抵 抗 重 力 ， 平衡 態不 再 存 在 ， 這 星 體 將 全 面 塌 縮 ， 成 為 中 子星 。 若 其 質 量 仍 大 於 三 個 太 陽 質 量時 ， 那 麼 連 中 子 簡 併 氣 體 壓 力 也 不 能 平 衡 重 力 ， 星 體 將 斷續 塌 縮 至 它 的 重 力半 徑(rg)範 圍 之 內 ； 這 時 引力 之 大 足 以 使 一 切 粒 子 ， 包 括 光 子 ， 都 被 引 回 星體 本 身 ， 不 能 外 逸 。 這 就 形 成 黑 洞 。重 力 半 徑 又 稱 史 瓦 半 徑 ， 它 只 與 體 的 質 量 成 正 比 。

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