钱德拉塞卡极限的上限是多少倍太阳质量(钱德拉赛卡极限)

导语：什么是钱德拉塞卡极限？我们的太阳会爆炸变成超新星吗？

钱德拉塞卡极限决定了一颗恒星是作为闷烧的白矮星结束其生命，还是在超新星中爆炸成为中子星或黑洞。

仙王座超新星遗迹

恒星被锁定在与自身引力的博弈中，但这些这些最终都会消失，从而导致剧烈和根本性的变化，也标志着它们主序生命周期的结束。

其中一些恒星将以缓慢冷却的恒星余烬（称为白矮星）的形式结束它们的生命，但对于其他恒星来说，这个阶段只是一个过渡阶段。它们将继续在称为超新星的巨大宇宙爆炸中诞生，形成中子星甚至黑洞。

什么是钱德拉塞卡极限？

 根据SAO 天文百科全书，白矮星的钱德拉塞卡值通常被认为是 1.4个太阳质量——也就是说是太阳质量的1.4 倍。这一理论由天文学家Chandrasekhar 于 1931 年首​​次提出，Chandrasekhar 极限质量迄今为止与观测结果吻合良好，因为我们尚未找到质量超过 1.4 个太阳质量的白矮星。

白矮星

在达到白矮星状态之前，恒星首先通过脱落外层来失去质量。这意味着 1.4 个太阳质量通常代表的是褪去外壳的恒星核心质量。

根据斯威本大学的一篇报告称，白矮星的恒星的起始质量是 8 个太阳质量，尽管其他预测表明恒星必须是太阳质量的 10 倍才能留下质量足以超过钱德拉塞卡极限的核心。

然而也有例外，如果它在双星系统中，恒星核心不需要以足够的质量开始以超过钱德拉塞卡极限。对于有双星伙伴的白矮星，还有另一种方法可以超过这个质量限制。

如果处于钱德拉塞卡极限边缘的白矮星正在从其伙伴（称为供体星）处吸积质量，那么这可能会将其推到钱德拉塞卡极限之外。这导致进一步的热核燃烧，通常是碳和氧的融合，并将白矮星推向超新星爆炸。

这些情况导致了一种非常特殊的超新星类型，称为 Ia 型超新星，不同于由核心坍缩引起的超新星。

太阳会爆炸吗？

在大约 45 亿年后，太阳将耗尽其核心中的氢，这意味着它无法再维持核聚变。这将标志着阻止其核心在重力作用下坍塌的向外压力的结束。

当核心坍塌时，太阳的外层将在一系列爆发中膨胀，开始我们太阳的将短暂地进入红巨星阶段。在核心中，氢聚变产生的氦将开始聚变成碳。

脱落的外层将扩散到火星的轨道，吞噬包括地球在内的内行星，最终成为一个行星状星云，围绕着一颗灼热但逐渐冷却的恒星核心，即白矮星。

船底座行星状星云

这就是我们的太阳和其他中低质量恒星将保持数万亿年的方式，这也意味着太阳不会爆炸。

然而，这并不是所有恒心的终结。有些有足够质量的恒心会跳过这个白矮星阶段并引发进一步的核聚变变成超新星，并转变为奇异的恒星残余物。

这些命运之间的分界线是钱德拉塞卡极限。

是什么保护钱德拉塞卡质量星免于进一步坍缩？

随着恒星核心的所有氢在主序末尾耗尽，剩下的白矮星主要由碳组成——由红巨星阶段的氦聚变产生。

质量为 1.4 个太阳质量或更小的白矮星无法启动碳燃烧，但会继续收缩，直到电子简并压力停止为止。

这是量子物理学的原理，可以防止两个电子占据相同的量子态，并从根本上防止它们挤得太近，从而提供压力来支持白矮星抵抗自身引力。但即使是这个限制也可以被超越。

超越钱德拉塞卡极限的恒星

根据SAO 天文学百科全书描述，在质量大于太阳 1.4 倍的恒星核心中，可以启动碳燃烧产生氖. 这导致了核心收缩的进一步阶段和更重元素的连续燃烧，直到恒星中可以合成的最重元素铁填满核心。

由于不可能再发生聚变，恒星核心最后一次坍塌。如果核心的质量低于太阳的 3 倍，中子压力会保护它免于完全坍缩，从而导致中子星的产生。这是物质的最稠密状态，相当于一颗太阳大小的恒星被挤压到一个城市的半径大小。

对于超过 3 个太阳质量的恒星残骸，预计以10 到 24 倍的太阳的质量发生完全坍缩，最后阶段将产生黑洞。

超越钱德拉塞卡极限不仅会在黑洞和中子星中创造出一些最迷人、最神秘的宇宙天体，而且标志着它们诞生的超新星也是宇宙演化的重要组成部分。

这是因为这些宇宙爆炸吸收了大质量恒星生命周期中合成的重元素，并将它们传播到整个宇宙。这提供了构成下一代恒星及其行星的基石。

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