恒星世界有趣的极端——超密和虚空
转自:中教育星资源库我们知道,恒星在大小、光度方面彼此相差是很悬殊的。各个恒星的质量之间情况如何呢?是否也是相差悬殊呢?出乎我们的意料,恒星质量之间彼此相差很小。天空中一些著名的恒星,它们的质量与太阳质量不相上下,例如,织女星的质量是太阳质量的2倍多(2.4倍);牛郎星的质量是太阳质量的1倍多(1.6倍);天狼星是双星,其中质量较大的星(主星)叫天狼A,质量为2.14太阳质量,质量较小的星(伴星)叫天狼B,质量为1.05太阳质量,等等。太阳质量=2×1030千克,就是2千亿亿亿吨!在天文学中常把太阳质量当作单位,用来量度其他恒星质量的大小,并用符号M代表2×1030千克。
恒星质量差别不大,但恒星的体积相差悬殊,结果使恒星的密度差别极大。用质量除以体积所得的量叫做密度,密度表示单位体积内物质数量的多少。密度大,表示单位体积内物质数量多,恒星很稠密;密度小,表示单位体积内物质数量少,则恒星很稀疏。
拿心宿二来说,它的质量为25M,半径为600R(R代表太阳半径,R=696000千米),体积为4/3π(600R)3。将质量除以体积,朋友们不妨计算一下,心宿二的平均密度是多少?计算的结果是0.00016千克/米3(1.6×10-5),仅仅为太阳平均密度的864万分之一(太阳的平均密度为1409千克/米3)!仙王座VVA的平均密度还要小,只有0.000017千克/米3(1.7×106),它的外层大气更稀薄,仅仅为1.36×10-12千克/米3,是地球大气平均密度的一万亿分之一。
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另一方面,像白矮星、中子星这些体积很小的恒星,质量却和太阳质量不相上下,它们的平均密度出奇的大。就拿南河三B(小犬座αB)来说,它的半径为0.01太阳半径,质量为0.63M,计算出它的平均密度为8.9×107千克/米3,每立方米有89000吨。天狼伴星(大犬座αB)的密度还要高,达到38.5亿千克/米3,即每立方米竟有385万吨!白矮星的平均密度最高可达100亿千克/米3!一个火柴盒大小的白矮星物质竟有几十吨重!但比起中子星来,白矮星又是小巫见大巫了。中子星的半径只有10千米,它的质量却有2M。你想想看,有4千亿亿亿吨的物质拥挤在一个半径只有10千米的球内,那密度该有多大!中子星的平均密度高达1000亿千克/米3以上。你看,恒星世界中既有超真空的稀薄恒星,又有超高密度的超密恒星,恒星的物理状态是多么令人惊奇呀! 又学了点东西 宇宙中另人惊讶的事很多很多~ 这个是不是应该在知识版发啊? 那些密度极其小的恒星,人难道可以生活其中而不受到伤害? 水版也有知识贴。
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