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宇宙中不存在的天體!只出現在科學家幻想中的黑矮星,到底是什麽

2025-01-11科學

來源:科技眼

浩瀚的宇宙中充滿了無數天體,隨著科技的進步,許多天體已經被人類發現、標註和分類,甚至黑洞也被拍下了照片。然而,到目前為止,仍有一種神秘的天體從未被科學家探測到。

有人認為,以宇宙現有的年齡,尚不足以孕育這種天體,宇宙還不夠「成熟」;而另一些人則認為,這種天體永遠不會存在,即便存在,也難以被人類發現,這種神秘的天體便是黑矮星。

矮星,並不是指「身材矮小的星星」,起初這個詞用來描述光度較弱的星,如今在恒星光譜分類中代表光度級為V的星。

矮星還有不同的顏色分類,如藍矮星、黃矮星、紅矮星、褐矮星和白矮星。這些名字大多數人可能都聽說過,也見過它們的照片或影像,而有一種矮星被稱為宇宙中尚未存在的星體。

黑矮星是一種僅存在於科學家構想中的恒星遺體,它並非像其他星體那樣由大品質星雲中的物質形成,而是一顆恒星演化的最終階段。

通常認為,恒星在「熄滅」後會根據自身品質演變成三種形態:白矮星、中子星和黑洞。

白矮星,又稱為簡並矮星,其組成物質主要是電子簡並態。當恒星失去核融合能量後,會向自身核心塌縮。

在劇烈的壓縮過程中,恒星的物質轉化為電子,電子之間的簡並壓力可以抵禦塌縮的重力。白矮星的品質與太陽接近,但體積相當於地球,密度卻極高。

距離地球最近的白矮星位於天狼星雙星系統中的天狼星B,與地球的距離只有8.6光年,如今其表面溫度為25200 K。

白矮星雖然是一顆「消逝」的恒星,但其形成的關鍵在於恒星核心不再進行核融合,為何天狼星B仍具有溫度,且能向外放射線光呢?

雖然白矮星自身的「引擎」已停止運轉,但它們仍能發出微弱的光亮,這是恒星在「隕落」前儲存的能量。

由於失去了核融合,白矮星最終會將所有能量耗盡,其溫度逐漸降低,冷卻後便會成為黑矮星。

天文學家估算,距離地球最近的天狼星B至少需要20億年才能耗盡其能量。然而,關於白矮星的演化、暗物質的特性及質子衰變的可能性和速度等,科學家的理解仍非常有限,沒人知道白矮星到底需要多長時間才能冷卻成無光的黑矮星。

更多科學家認為,白矮星演化成黑矮星可能需要比宇宙年齡更久的時間,即自宇宙誕生以來,還未有任何白矮星演變為黑矮星。

並且科學家指出,即使宇宙中確實有黑矮星,以現有人類觀測技術,可能也難以偵測,因為根據黑矮星的定義,它們是一種失去所有能量的白矮星,向外散發的放射線難以被探測器辨識。

有些人則認為白矮星不會持續冷卻。科學家巴羅和迪普勒認為,白矮星表面溫度需要1000億年才能從幾萬K降至5K。然而,如果存在大品質弱交互作用粒子,它們可能因交互作用使白矮星溫度上升,使其變暖而不是繼續變冷;若質子不穩定,白矮星會因質子衰變維持住自身的溫度。

總結起來,與其說宇宙中沒有黑矮星,不如說因為人類對宇宙的了解尚不足夠,而宇宙本身也太年輕,或許,它還沒來得及生成一顆黑矮星。