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宇宙|白矮星：宇宙中的“千面佳人”( 二 )


量子力学，研究原子和亚原子粒子的科学，是它帮助科学家找到了答案 。
天文学家们习惯了宏观世界的物理规则，但当缩小到亚原子世界时，事情就变得奇怪了 。
在这里科学家们看到了电子，宇宙中最小的粒子之一 。正是这些小电子支撑着整个恒星 。
电子真的不喜欢被挤在一个小空间里，如果你把太多的粒子挤进一个很小的空间，它们就会很用力地往后推 。这就是一种叫简并压力的效应 。
这些简并的电子阻止了白矮星的坍缩，并赋予了这些恒星奇怪的特性 。
白矮星的行为，与普通恒星非常不同 。
以行星和恒星为例，当它们的质量增加时，它们就会变大 。然而，白矮星正好相反 。随着质量的增加，它们会变小，白矮星质量越大，电子挤压得越紧，恒星就会变得越小、密度越大 。
高密度意味着白矮星的结构也很奇怪，它的大气层极其稀爆，由氢气组成，偶尔也有氦气 。
如果你把地球上的摩天大楼放在白矮星上，你爬到摩天大楼的顶端，实际上你已经在太空中了 。
在稀薄的大气层之下有一个约48公里厚的高密度氦表面，它的内部由过热的液态碳和氧组成 。
一颗白矮星的表面温度可以达到50万度，内部温度更高，所以白矮星需要经过数十亿年的时间，中心才会冷却成固体 。
宇宙|白矮星：宇宙中的“千面佳人”
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白矮星内部结构
随着碳原子和氧原子冷却下来，它们形成了晶体 。钻石实际上就是碳晶体，所以在这些冷却的白矮星中心可能是一颗地球大小的钻石 。
白矮星逐渐释放出它们剩余的能量直到形成一个冰冷的、死气沉沉的物质球即黑矮星 。
但科学家们从来没有见过所谓的黑矮星，原因很简单这需要很长一段时间，达到数百亿年的时间，比宇宙的年龄还长 。
这是大多数中等大小恒星的黑暗命运，包括我们的太阳 。
这种漫长而缓慢的死亡可能会让白矮星看起来很普通，但这些小恒星却可以回答关于我们宇宙的一些重大问题 。
【白矮星周围是否有行星生存？】
关于白矮星新的研究，有一个最大的问题就是——生命能在恒星死亡后继续存在吗？
在过去，科学家们低估了白矮星，但现在它们在天文学家中引起了轰动 。过去十年来的一个重大问题是一颗行星能否在白矮星周围生存？
逻辑上的答案是否定的，在它们变成白矮星的过程中，恒星会经历一个红巨星阶段 。它们会变得非常巨大，所以科学家们认为这些恒星周围的任何行星都可能被吃掉 。
2019年12月，来自巨蟹座的证据却推翻了这个想法 。天文学家在距离地球约1500光年的地方发现了一颗长相奇特的白矮星 。这颗恒星发出的细微变化的光，揭示了一个谜——氧元素和硫元素的数量是之前白矮星表面上从未见过的 。
我们知道白矮星的化学特征是什么就像一加一等于二一样 。正常情况下，白矮星的外层由氢和氦组成，氧和硫比氢和氦重，它们应该下沉了 。但现在我们还能看到它们，所以它们肯定是最近才到那里的 。
天文学家们利用位于智利的ESO超大望远镜，进行了近距离观察 。他们发现了一颗地球大小的小白矮星，周围环绕着一个大约10倍于太阳宽度的巨大气体盘 。圆盘里含有氢、氧和硫 。
像这样的系统以前从未见过，所以下一步就是查看这些元素的特性，并找出我们在哪里见过类似的东西 。
令人惊奇的是，科学家们找到了！在太阳系的冰巨星天王星和海王星的深层看到了这些元素 。
在这个气体环中隐藏着一颗巨大的类似海王星的冰冻行星 。它是恒星的两倍大，但来自白矮星的5万度高温正在慢慢蒸发这颗绕轨道运行的行星 。
宇宙|白矮星：宇宙中的“千面佳人”
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白矮星正在慢慢蒸发绕轨道运行的行星
白矮星正在用高能辐射、X射线和紫外线轰击星球 。它粉碎了大气层中的冰分子并将它们吹向太空，这些冰分子就像彗星的尾巴一样在行星后面流动 。这颗冰雪星球的质量以每秒超过50万吨的速度流失，这相当于每分钟300艘航空母舰 。
这听起来像是星球的末日，但要记住行星很大，而恒星在冷却 。当它冷却的时候，它会停止猛烈地轰击星球，气体流也会停止 。这颗行星最终可能只会损失其总质量的几个百分点 。所以这颗行星应该会继续围绕这颗白矮星运行 。


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