白矮星的密度

白矮星的密度
为什么白矮星的密度如此之高？根据白矮星的半径和质量可以算出它表面的重力等于地球表面重力的 10⁷～10⁹（1000 万～10 亿）倍。在这样高的压力下，组成白矮星的物质的原子都被压碎了：电子脱离了它原来在原子中的轨道变成自由电子。我们知道，原子是由原子核和电子组成，原子的质量大部分集中在原子核上，而原子核占的空间很小，如氢原子核的半径只 10^-8 厘 米（一厘米的一亿分之一），而氢原子核（质子）的半径只有 10^-13 厘米（一厘米的十万亿分之一）。原子被压碎，在强大的压力下，原子核排得更紧密了，因此单位空间内包含更多的物质，即是说密度大大增高了。这种自由电子气体叫作简并电子气体。简并电子气体压力与白矮星强大的重力平衡，维持着白矮星的稳定。白矮星质量越大，重力越大，简并电子气体压力就抵抗不住星体的引力收缩，白矮星就会进一步坍缩成密度更高的天体。印度出生的美国天体物理学家钱德拉塞卡研究了白矮星的物态，得出它的质量极限为1．4 个太阳质量。当质量大于 1．4 个太阳质量时，白矮星是不稳定的，引力坍缩将使它变为密度更高的中子星或黑洞。

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