白矮星存在质量上限?钱德拉塞卡极限的计算

钱德拉塞卡极限是指在恒星演化理论中,白矮星能够存在的最大质量。根据狄拉克的不确定性原理,一个恒星的大小和质量无限制的增长必然会导致其在引力作用下崩溃成为黑洞。因此,存在一个理论上的质量上限,超过这个质量的恒星将无法保持稳定,必然发生崩溃。

理论上,钱德拉塞卡极限约为1.4个太阳质量,这个极限也被称为钱德拉塞卡极限(Chandrasekhar limit),以著名的印度物理学家苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡(Subrahmanyan Chandrasekhar)的名字命名。

在白矮星的形成过程中,恒星内部的核聚变反应停止后,恒星会失去能量支撑,而受到引力坍缩形成白矮星。这种白矮星的结构非常致密,其物质几乎全部由电子组成。当质量超过钱德拉塞卡极限时,电子不能继续提供足够的压力来稳定支撑恒星,白矮星将无法受到平衡支撑,会发生坍缩或者爆炸。

需要注意的是,真实的白矮星不一定都会达到钱德拉塞卡极限,因为白矮星可能会通过一些物理过程,如吸积物质、碰撞等,超过极限后进一步坍缩或者爆炸。而未达到极限的白矮星会在恒星寿命内逐渐冷却变暗。

钱德拉塞卡极限是恒星演化理论中重要的一个概念,对理解恒星的结构和演化过程有着重要意义。研究者通过观测和模拟,不断完善对恒星质量上限的认识,以推动我们对宇宙中恒星形成与演化的理解。

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