白矮星[1]（White Dwarf）是一種低光度、高密度、高溫度的恒星。因?yàn)樗念伾拾咨Ⅲw積比較矮小，因此被命名為白矮星。白矮星是一種晚期的恒星。根據(jù)現(xiàn)代恒星演化理論，白矮星是在紅巨星的中心形成的。白矮星體積小、亮度低，但質(zhì)量大、密度極高。比如天狼星伴星（它是最早被發(fā)現(xiàn)的白矮星），體積和地球相當(dāng)，但質(zhì)量卻和太陽(yáng)差不多。一顆質(zhì)量與太陽(yáng)相當(dāng)?shù)陌装求w積只有地球一半的大小。在太陽(yáng)附近的區(qū)域內(nèi)已知的恒星中大約有6%是白矮星。[2]
特 點(diǎn)呈白色、體積比較矮小
外文名White dwarf
類 別恒星
特 質(zhì)低光度、高密度、高溫度
中文名白矮星
密 度1000萬(wàn)噸/立方米左右
亮 度240000000cd/m 2
表面溫度約100,000 K（99800攝氏度）
質(zhì) 量2.213248萬(wàn)億噸
目錄
1星球簡(jiǎn)介
2知識(shí)延伸
3相關(guān)特點(diǎn)
4星球特征
5星球形成
6星球現(xiàn)象
7星球發(fā)現(xiàn)
8太陽(yáng)演變
9相關(guān)新聞
1 星球簡(jiǎn)介
定義
白矮星：[3]也稱為簡(jiǎn)并矮星。一種由電子之間不相容原理排斥力所支持的穩(wěn)定恒星，是由電子簡(jiǎn)并物質(zhì)構(gòu)成的小恒星。
表面重力
根據(jù)白矮星的半徑和質(zhì)量，可以算出它的表面重力等于地球表面的1000萬(wàn)－10億倍。在這樣高的壓力下，任何物體都已不復(fù)存在，連原子都被壓碎了：電子脫離了原子軌道變?yōu)樽杂呻娮印?/p>
形成過(guò)程
當(dāng)紅巨星的外部區(qū)域迅速膨脹時(shí)，氦核受反作用力卻強(qiáng)烈向內(nèi)收縮，被壓縮的物質(zhì)不斷變熱，最終內(nèi)核溫度將超過(guò)一億度，于是氦開始聚變成碳。
經(jīng)過(guò)幾百萬(wàn)年，氦核燃燒殆盡，現(xiàn)在恒星的結(jié)構(gòu)組成已經(jīng)不那么簡(jiǎn)單了：外殼仍然是以氫為主的混合物，而在它下面有一個(gè)氦層，氦層內(nèi)部還埋有一個(gè)碳球。核反應(yīng)過(guò)程變得更加復(fù)雜，中心附近的溫度繼續(xù)上升，最終使碳轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌亍Ｅc此同時(shí)，紅巨星外部開始發(fā)生不穩(wěn)定的脈動(dòng)振蕩：恒星半徑時(shí)而變大，時(shí)而又縮小，穩(wěn)定的主星序恒星變?yōu)闃O不穩(wěn)定的巨大火球，火球內(nèi)部的核反應(yīng)也越來(lái)越趨于不穩(wěn)定，忽而強(qiáng)烈，忽而微弱。此時(shí)的恒星內(nèi)部核心實(shí)際上密度已經(jīng)增大到每立方厘米十噸左右，我們可以說(shuō)，此時(shí)，在紅巨星內(nèi)部，已經(jīng)誕生了一顆白矮星。
2 知識(shí)延伸
原子
我們知道，原子是由原子核和電子組成的，原子的質(zhì)量絕大部分集中在原子核上，而原子核的體積很小。比如氫原子的半徑為一億分之一厘米，而氫原子核的半徑只有十萬(wàn)億分之一厘米。假如核的大小像一顆玻璃球，則電子軌道將在兩公里以外。
白矮星是一種很特殊的天體，它的體積小、亮度低，但質(zhì)量大、密度極高。比如天狼星伴星（它是最早被發(fā)現(xiàn)的白矮星），體積比地球大不了多少，但質(zhì)量卻和太陽(yáng)差不多！也就是說(shuō)，它的密度在1000萬(wàn)噸/立方米左右。
自由電子
而在巨大的壓力之下，電子將脫離原子核，成自由電子。這種自由電子氣體將盡可能地占據(jù)原子核之間的空隙，從而使單位空間內(nèi)包含的物質(zhì)也將大大增多，密度大大提高了。形象地說(shuō)，這時(shí)原子核是“沉浸于”電子中。于是電子脫離了原子軌道變?yōu)樽杂呻娮印?/p>
電子簡(jiǎn)并態(tài)
一般把物質(zhì)的這種狀態(tài)叫做“電子簡(jiǎn)并態(tài)”。電子簡(jiǎn)并壓與白矮星強(qiáng)大的重力平衡，維持著白矮星的穩(wěn)定。順便提一下，當(dāng)白矮星質(zhì)量進(jìn)一步增大，電子簡(jiǎn)并壓就有可能抵抗不住自身的引力收縮，白矮星還會(huì)坍縮成密度更高的天體：中子星或黑洞。對(duì)單星系統(tǒng)而言，由于沒有熱核反應(yīng)來(lái)提供能量，白矮星在發(fā)出光熱的同時(shí)，也以同樣的速度冷卻著。經(jīng)過(guò)數(shù)千億年的漫長(zhǎng)歲月，年老的白矮星將漸漸停止輻射而死去。它的軀體變成一個(gè)比鉆石還硬的巨大晶體——黑矮星而永存。
而對(duì)于多星系統(tǒng)，白矮星的演化過(guò)程則有可能被改變（例如雙星）。
3 相關(guān)特點(diǎn)
白矮星屬于演化到晚年期的恒星。恒星在演化后期，拋射出大量的物質(zhì)，經(jīng)過(guò)大量的質(zhì)量損失后，如果剩下的核的質(zhì)量小于1．44個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，這顆恒星便可能演化成為白矮星。對(duì)白矮星的形成也有人認(rèn)為，白矮星的前身可能是行星狀星云（是宇宙中由高溫氣體、少量塵埃等組成的環(huán)狀或圓盤狀的物質(zhì)，它的中心通常都有一個(gè)溫度很高的恒星──中心星）的中心星，它的核能源已經(jīng)基本耗盡，整個(gè)星體開始慢慢冷卻、晶化，直至最后“死亡”。
白矮星，也稱為簡(jiǎn)并矮星，是由電子簡(jiǎn)并物質(zhì)構(gòu)成的小恒星。它們的密度極高，一顆質(zhì)量與太陽(yáng)相當(dāng)?shù)陌装求w積只有地球一般的大小，微弱的光度則來(lái)自過(guò)去儲(chǔ)存的熱能。在太陽(yáng)附近的區(qū)域內(nèi)已知的恒星中大約有6%是白矮星。這種異常微弱的白矮星大約在1910年就被亨利·諾瑞斯·羅素、艾德華·查爾斯·皮克林和威廉·佛萊明等人注意到，p. 1白矮星的名字是威廉·魯伊登在1922年取的。白矮星被認(rèn)為是低質(zhì)量恒星演化階段的最終產(chǎn)物，在我們所屬的星系內(nèi)97%的恒星都屬于這一類。
中低質(zhì)量的恒星在渡過(guò)生命期的主序星階段，結(jié)束以氫融合反應(yīng)之后，將在核心進(jìn)行氦融合，將氦燃燒成碳和氧的3氦過(guò)程，并膨脹成為一顆紅巨星。如果紅巨星沒有足夠的質(zhì)量產(chǎn)生能夠讓碳燃燒的更高溫度，碳和氧就會(huì)在核心堆積起來(lái)。在散發(fā)出外面數(shù)層的氣體成為行星狀星云之后，留下來(lái)的只有核心的部份，這個(gè)殘骸最終將成為白矮星。因此，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(dá)到燃燒碳卻仍不足以燃燒氖的高溫，這時(shí)就能形成核心由氧、氖和鎂組成的白矮星。同樣的，有些由氦 組成的白矮星是由聯(lián)星的質(zhì)量損失造成的。
白矮星的內(nèi)部不再有物質(zhì)進(jìn)行核融合反應(yīng)，因此恒星不再有能量產(chǎn)生，也不再由核融合的熱來(lái)抵抗重力崩潰；它是由極端高密度的物質(zhì)產(chǎn)生的電子簡(jiǎn)并壓力來(lái)支撐。物理學(xué)上，對(duì)一顆沒有自轉(zhuǎn)的白矮星，電子簡(jiǎn)并壓力能夠支撐的最大質(zhì)量是1.4倍太陽(yáng)質(zhì)量，也就是錢德拉塞卡極限。許多碳氧白矮星的質(zhì)量都接近這個(gè)極限的質(zhì)量，通常經(jīng)由伴星的質(zhì)量傳遞，可能經(jīng)由所知道的碳引爆過(guò)程爆炸成為一顆Ia超新星。
白矮星形成時(shí)的溫度非常高，但是因?yàn)闆]有能量的來(lái)源，因此將會(huì)逐漸釋放它的熱量并解逐漸變冷 (溫度降低)，這意味著它的輻射會(huì)從最初的高色溫隨著時(shí)間逐漸減小并且轉(zhuǎn)變成紅色。經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的時(shí)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(xiàn)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(shù)千度K的溫度，還不可能有黑矮星的存在 。
4 星球特征
在軌道上環(huán)繞著天狼星的白矮星(藝術(shù)想像圖)
（1）體積小，它的半徑接近于行星半徑，平均小于10的3次方千米。
（2）光度（恒星每秒鐘內(nèi)輻射的總能量，即恒星發(fā)光本領(lǐng)的大小）非常小，是正常恒星平均的10的3次方分之一。
（3）質(zhì)量小于1．44個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。
（4）白矮星密度高達(dá)1，000，000 g/cm3（地球密度為5.5g/cm3），一顆與地球體積相當(dāng)?shù)陌装牵ū热缯f(shuō)天狼星的鄰星Sirius B）的表面重力約等于地球表面的18萬(wàn)倍。假如人能到達(dá)白矮星表面，那么他休想站起來(lái)，因?yàn)樵谒厦娴囊μ貏e大，以致人的骨骼早已被自己的體重壓碎了。
（5）白矮星的表面溫度很高，平均為10的3次方℃。
（6）白矮星的磁場(chǎng)高達(dá)10的5次方--10的7次方高斯
目前人們已經(jīng)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)的白矮星有1000多顆。天狼星(Sirius)的伴星是第一顆被人們發(fā)現(xiàn)的白矮星，也是所觀測(cè)到的最亮的白矮星（8等星）。1982年出版的白矮星星表表明，銀河系中有488顆白矮星，它們都是離太陽(yáng)不遠(yuǎn)的近距天體。根據(jù)觀測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，大約有3％的恒星是白矮星，但理論分析與推算認(rèn)為，白矮星應(yīng)占全部恒星的10％左右。
我們知道，原子是由原子核和電子組成的，原子的質(zhì)量絕大部分集中在原子核上，而原子核的體積很小。比如氫原子的半徑為一億分之一厘米，而氫原子核的半徑只有十萬(wàn)億分之一厘米。假如核的大小象一顆玻璃球，則電子軌道將在兩公里以外。
而在巨大的壓力之下，電子將脫離原子核，成自由電子。這種自由電子氣體將盡可能地占據(jù)原子核之間的空隙，從而使單位空間內(nèi)包含的物質(zhì)也將大大增多，密度大大提高了。形象地說(shuō)，這時(shí)原子核是“沉浸于”電子中。
一般把物質(zhì)的這種狀態(tài)叫做“簡(jiǎn)并態(tài)”。簡(jiǎn)并電子氣體壓力與白矮星強(qiáng)大的重力平衡，維持著白矮星的穩(wěn)定。順便提一下，當(dāng)白矮星質(zhì)量進(jìn)一步增大，簡(jiǎn)并電子氣體壓力就有可能抵抗不住自身的引力收縮，白矮星還會(huì)坍縮成密度更高的天體：中子星或黑洞。
白矮星是恒星演化末期產(chǎn)生的天體。這些恒星不能維持核聚變反應(yīng)，所以在經(jīng)過(guò)氦（He）閃進(jìn)化到紅巨星階段之后，他們會(huì)將外殼拋出形成行星狀星云，而留下一個(gè)核聚變產(chǎn)生的的高密度核心，即白矮星。
由于缺乏能量的來(lái)源，白矮星會(huì)逐步釋放熱能而發(fā)光而冷卻。其核心靠電子的斥力對(duì)抗重力，其密度可達(dá)每立方厘米十噸。電子斥力不足以支持超過(guò)1.4倍太陽(yáng)質(zhì)量的白矮星，外殼的重力會(huì)進(jìn)一步使恒星塌縮成中子星或者黑洞。這個(gè)過(guò)程中經(jīng)常伴隨著超新星爆發(fā)。
釋放能量會(huì)造成恒星逐步冷卻，表面溫度逐漸降低，恒星的顏色也會(huì)隨之變化。經(jīng)過(guò)數(shù)千億年之后，白矮星會(huì)冷卻到無(wú)法發(fā)光，成為黑矮星。但是目前普遍認(rèn)為宇宙的年齡（150億年）不足以使任何白矮星演化到這一階段。
5 星球形成
白矮星是中低質(zhì)量的恒星的演化路線的終點(diǎn)。在紅巨星階段的末期，恒星的中心會(huì)因?yàn)闇囟取毫Σ蛔慊蛘吆司圩冞_(dá)到鐵階段而停止產(chǎn)生能量（產(chǎn)生比鐵還重的元素不能產(chǎn)生能量，而需要吸收能量）。恒星外殼的重力會(huì)壓縮恒星產(chǎn)生一個(gè)高密度的天體。
一個(gè)典型的穩(wěn)定獨(dú)立白矮星具有大約半個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，比地球略大。這種密度僅次于中子星和夸克星。如果白矮星的質(zhì)量超過(guò)1.4倍太陽(yáng)質(zhì)量，那么原子核之間的電荷斥力不足以對(duì)抗重力，電子會(huì)被壓入原子核而形成中子星。
大部分恒星的演化過(guò)程都包含白矮星階段。由于很多恒星會(huì)通過(guò)新星或者超新星爆發(fā)將外殼拋出，一些質(zhì)量略大的恒星也可能最終演化成白矮星。
雙星或者多星系統(tǒng)中，由于星際物質(zhì)的交換，恒星的演化過(guò)程可能與單獨(dú)的恒星不同，例如天狼星的伴星就是一顆年老的大約一個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的白矮星，但是天狼星是一顆大約2.3個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的主序星。
據(jù)美國(guó)宇航局太空網(wǎng)報(bào)道，一顆死亡恒星上發(fā)生熱核爆炸，導(dǎo)致它周圍的一個(gè)不斷膨脹的太空泡形成花生形狀。產(chǎn)生了這種與眾不同的奇特景觀的是一對(duì)上了年紀(jì)的恒星，這兩顆恒星中，一顆是白矮星，一顆是紅巨星，它們都位于蛇夫座星群里，兩顆星構(gòu)成的星群被稱作RS Oph。天文學(xué)家非常形象地模擬了這個(gè)雙瓣花生結(jié)構(gòu)的物質(zhì)正在以每秒621-1864英里(約1000-3000公里)的速度向外擴(kuò)展。
英國(guó)利物浦約翰摩爾大學(xué)的天體物理學(xué)研究員維拉洛·利貝爾沃說(shuō)：“有些天文學(xué)家認(rèn)為，像這樣一個(gè)體系，最終將爆炸成一顆超新星。”那顆白矮星象征著一顆地球大小的死亡恒星，它在不斷從紅巨星的外層“吸取”氫含量豐富的氣體。每隔20年或者更長(zhǎng)時(shí)間，這種氣體結(jié)構(gòu)最終會(huì)像氫彈不受控制的核變反應(yīng)一樣，引發(fā)大規(guī)模爆炸。RS Oph在熱核爆炸過(guò)程中向外界釋放的能量，相當(dāng)于太陽(yáng)在相同事件中向外界釋放的能量的100000倍，并以每秒數(shù)百英里的速度噴射出質(zhì)量相當(dāng)于地球質(zhì)量的大量物質(zhì)。
那顆紅巨星是一顆發(fā)生膨脹后的晚年恒星，它的時(shí)日已經(jīng)不多。研究人員指出，該紅巨星產(chǎn)生的風(fēng)，是導(dǎo)致這個(gè)不斷擴(kuò)大的星云形成奇特形狀的主因。紅巨星產(chǎn)生的風(fēng)經(jīng)常會(huì)迫使周圍的物質(zhì)聚集到兩顆恒星的軌道平面上，留在極地的物質(zhì)很少。爆炸發(fā)生后，爆發(fā)產(chǎn)生的高速物質(zhì)撞上軌道平面上的氣體，速度放慢下來(lái)，但是那些向極區(qū)噴射的物質(zhì)，會(huì)繼續(xù)以很高的速度前進(jìn)，這樣就形成了雙瓣花生形狀。
6 星球現(xiàn)象
在大約1，600光年遠(yuǎn)的一個(gè)叫做J0806的非常著名的雙星系統(tǒng)里，兩個(gè)致密的白矮星每321秒繞各自的軌道旋轉(zhuǎn)一周。錢德拉天文臺(tái)天文學(xué)家的X射線波段數(shù)據(jù)分析反駁了一個(gè)已經(jīng)給人留下深刻印象的觀點(diǎn)：這兩顆白矮星的短軌道周期處于一種穩(wěn)定的狀態(tài)，當(dāng)他們的螺旋湊的越近，他們的周期越短。即使它們是分開有80，000公里的兩個(gè)星(地球與月亮的距離是 400，000 公里)，它們也注定要合并的。根據(jù)這個(gè)藝術(shù)家般的觀點(diǎn)描述，著名的J0806系統(tǒng)螺旋毀滅的原因便是同愛因斯坦相對(duì)論中預(yù)言的那樣：白矮星由于重力波產(chǎn)生的影響而最終喪失它的軌道能量。事實(shí)上，J0806可能是我們銀河系重力波最明亮的光源之一，可以直接利用未來(lái)設(shè)立在太空的重力波工具捕獲。
這兩顆白矮星會(huì)很快碰撞合并在一起，如果質(zhì)量足夠大，就會(huì)演變成中子星； 如果質(zhì)量不到1.4倍太陽(yáng)的質(zhì)量，那么合并成一個(gè)“大的”白矮星。
7 星球發(fā)現(xiàn)
1892年，Alvan Graham Clark發(fā)現(xiàn)了天狼星的伴星。根據(jù)對(duì)恒星數(shù)據(jù)的分析，這個(gè)伴星的質(zhì)量約一個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，表面溫度大約25000K，但是其光度大約是天狼星的萬(wàn)分之一，所以根據(jù)光度和表面積的關(guān)系，推斷出其大小與地球相當(dāng)。這樣的密度是地球上的物質(zhì)達(dá)不到的。1917年，Adriaan Van Maanen發(fā)現(xiàn)了目前已知離太陽(yáng)最近的白矮星Van Maanen星。
在二十世紀(jì)初由Max Planck等人發(fā)展出量子理論之后，Ralph H. Fowler于1926年建立了一個(gè)基于費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計(jì)的解釋白矮星的密度的理論。
1930年，蘇布拉馬尼揚(yáng)·錢德拉塞卡發(fā)現(xiàn)了白矮星的質(zhì)量上限（錢德拉塞卡極限），并因此獲得1983年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
8 太陽(yáng)演變
現(xiàn)在的太陽(yáng)上，絕大多數(shù)的氫正逐漸燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)楹ぃ梢哉f(shuō)太陽(yáng)正處于最穩(wěn)定的主序星階段。對(duì)太陽(yáng)這樣質(zhì)量的恒星而言，主序星階段約可持續(xù)110億年。恒星由于放出光而慢慢地在收縮，而在收縮過(guò)程中，中心部分的密度就會(huì)增加，壓力也會(huì)升高，使得氫會(huì)燃燒得更厲害，這樣一來(lái)溫度就會(huì)升高，太陽(yáng)的亮度也會(huì)逐漸增強(qiáng)。太陽(yáng)自從45億年前進(jìn)入主序星階段到現(xiàn)在，太陽(yáng)光的亮度增強(qiáng)了30%，預(yù)計(jì)今后還會(huì)繼續(xù)增強(qiáng)，使地球溫度不斷升高。65億年后，當(dāng)太陽(yáng)的主序星階段結(jié)束時(shí)，預(yù)計(jì)太陽(yáng)光的亮度將是現(xiàn)在的2.2倍，而地球的平均溫度要比現(xiàn)在高60℃左右。屆時(shí)就算地球上仍有海水，恐怕也快被蒸發(fā)光了。若僅從平均溫度來(lái)看，火星反而會(huì)是最適宜人類居住的星球。在主序星階段，因恒星自身引力而造成收縮的這股向內(nèi)的力和因燃燒而引起的向外的力會(huì)互相牽制而達(dá)到平衡。但在65億年后，太陽(yáng)中心部分的氫會(huì)燃盡，最后只剩下其周圍的球殼狀部分有氫燃燒。在球殼內(nèi)不再燃燒的區(qū)域，由于抵消引力的向外的力減弱而開始急速收縮，此時(shí)太陽(yáng)會(huì)越來(lái)越亮，球殼外側(cè)部分因受到影響而導(dǎo)致溫度升高并開始膨脹，這便是另一個(gè)階段－－紅巨星階段的開始。紅巨星階段會(huì)持續(xù)數(shù)億年，其間太陽(yáng)的亮度會(huì)達(dá)到現(xiàn)在的2000倍，木星和土星周圍的溫度也會(huì)升高，木星的冰衛(wèi)星以及作為土星特征的環(huán)都會(huì)被蒸發(fā)得無(wú)影無(wú)蹤，最后，太陽(yáng)的外層部分甚至?xí)蛎浀浆F(xiàn)在的地球軌道附近。
另一方面，從外層部分會(huì)不斷放出氣體，最終太陽(yáng)的質(zhì)量會(huì)減至主序星階段的60%。因太陽(yáng)引力減弱之故，行星開始遠(yuǎn)離太陽(yáng)。當(dāng)太陽(yáng)質(zhì)量減至原來(lái)的60%時(shí)，行星和太陽(yáng)的距離要比現(xiàn)在擴(kuò)大70%。這樣一來(lái)，雖然水星和金星被吞沒的可能性極大，但地球在太陽(yáng)外層部分到達(dá)之前應(yīng)該會(huì)拉大距離而存活下來(lái)，火星和木星型行星(木星，土星，天王星，海王星)也會(huì)存活下來(lái)。
像太陽(yáng)這般質(zhì)量的星球，在其密度已變得非常高的中心部分只會(huì)收縮到一定程度，也就是溫度只會(huì)升高到某種程度，中心部分的火會(huì)漸漸消失。太陽(yáng)逐漸失去光芒，膨脹的外層部分將收縮，冷卻成致密的白矮星。通過(guò)紅巨星時(shí)代考驗(yàn)而存留下來(lái)的行星將會(huì)繼續(xù)圍繞太陽(yáng)運(yùn)行，所有一切都將被凍結(jié)，最后太陽(yáng)系迎接的將會(huì)是寂靜狀態(tài)的結(jié)束。
若太陽(yáng)這種恒星變?yōu)榘装牵棵胱赞D(zhuǎn)一周。密度至少為1.41*10^11 kg/m^3
第一宇宙速度約為7.9*10^3m/s
9 相關(guān)新聞
任何一顆恒星都要面對(duì)生命終結(jié)的那一刻，毫無(wú)疑問(wèn)，那將是一個(gè)真正的末日?qǐng)鼍啊Ｔ谒氖畠|至五十億年之后，我們的太陽(yáng)也將消耗盡所有的燃料，屆時(shí)會(huì)演化成一個(gè)臃腫的紅巨星，在這個(gè)階段太陽(yáng)將會(huì)變得異常巨大，位于軌道內(nèi)側(cè)的行星會(huì)被火球吞噬，地球也未能幸免。此后太陽(yáng)質(zhì)量將大幅度降低，周圍瓦解成行星狀星云。
最后留下一顆體積與地球相當(dāng)?shù)陌装牵挥谔?yáng)系內(nèi)側(cè)的行星在紅巨星階段被火球吞噬后，潮汐力的作用也將徹底摧毀火星軌道以內(nèi)幸存的行星，它們變成一團(tuán)巨大的塵埃或者碎片云繼續(xù)墜入太陽(yáng)核心。
目前，隸屬于美國(guó)國(guó)家航空航天局的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡獲得了關(guān)于這幅末日景象的觀測(cè)數(shù)據(jù)，來(lái)自沃里克大學(xué)的天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了四顆處于低質(zhì)量恒星生命最后階段的白矮星在它們的外層大氣中包裹著行星狀塵埃云，為我們提供了難得一見的太陽(yáng)系未來(lái)將面對(duì)“末日景象”。
被一團(tuán)行星狀星云圍繞的白矮星是一種較為奇特的天文現(xiàn)象，中低質(zhì)量的恒星如太陽(yáng)在演變成紅巨星之后，無(wú)法維持較高的溫度以供氫和碳繼續(xù)燃燒，位于最外層的氣體將會(huì)逐漸變成行星狀星云，而內(nèi)部的一小顆如地球大小的物體就是燃燒剩下的殘骸，也就是白矮星。在這樣極為恐怖的恒星末日中，伴隨出現(xiàn)的極端潮汐力和動(dòng)力學(xué)上的不穩(wěn)定性足以粉碎處于內(nèi)側(cè)軌道上的行星。而這四顆新發(fā)現(xiàn)的白矮星例子便是我們太陽(yáng)系在未來(lái)數(shù)十億年后必然將經(jīng)歷的場(chǎng)景。
科學(xué)家對(duì)這四顆白矮星進(jìn)行了大氣分析，發(fā)現(xiàn)它們都存在氧、鎂、鐵以及硅元素，值得一提的是，這些元素都是白矮星周圍各種巖質(zhì)行星的基本組成元素，更有趣的是，這四種元素在地球上占到了93%。除了這些關(guān)鍵性的元素外，科學(xué)家還探測(cè)到碳元素在其中只占到較少的比例，這點(diǎn)與太陽(yáng)系內(nèi)巖質(zhì)行星的碳元素比例相符。這同時(shí)也是首次在白矮星周圍的行星狀塵埃碎片中檢測(cè)到相似比例的碳元素含量。
雖然“類地行星”這個(gè)天文學(xué)上專有術(shù)語(yǔ)常常在一些系外行星探索的研究或者報(bào)道中被錯(cuò)誤使用，但是沃里克大學(xué)的天文學(xué)家們敏銳地意識(shí)到在白矮星周圍發(fā)現(xiàn)這些元素意味著什么。我們地球大部分的質(zhì)量由鐵、氧、硅以及鎂元素構(gòu)成，而在中低質(zhì)量恒星的晚年彌留之際形成的行星狀星云中發(fā)現(xiàn)這些與地球極為相似的巖質(zhì)行星元素殘骸，說(shuō)明了我們已經(jīng)看到了地球在數(shù)十億年之后注定要面對(duì)的末日情景。
本項(xiàng)研究的首席研究員鮑里斯·甘斯克（Boris G?nsicke）認(rèn)為：“我們今天看到的位于數(shù)百光年處的白矮星很可能是地球遙遠(yuǎn)未來(lái)的真實(shí)寫照。”雖然我們目前對(duì)系外行星在主恒星滅亡時(shí)被吞噬或者在潮汐力作用下化為碎片塵埃的物理特征掌握地并不多，但可以肯定在是，所發(fā)現(xiàn)的碎片殘骸以及組成行星的基本元素，都可以在太陽(yáng)系的行星中找到，比如水星、金星、地球、火星還有小行星，這些巖質(zhì)具有陸地表面的行星，而現(xiàn)在它們存在于白矮星的塵埃之中。同時(shí)，這些元素的比例也是類地行星的基本配置。
參考資料：
1.愛詞霸在線詞典 - 白矮星
2.白矮星SDSS1228+1040將小行星撕裂
3.白矮星-詩(shī)詞-天涯問(wèn)答
擴(kuò)展閱讀：
1.白矮星-網(wǎng)易網(wǎng)
2.白矮星“最后的晚餐” 地球末日的真實(shí)寫照
3.白矮星-文庫(kù)網(wǎng)
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