16、恒星的溫度能達到多少度?

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這個問題的答案取決于你所說的是什麼樣的恒星,以及你所指的是恒星的哪一個部位。

    在我們能觀測到的恒星中,99%以上都和太陽一樣,屬于稱為“主序星”的一類。至于恒星的溫度,我們一般是指恒星的表面溫度。下面我們就從這裡談起。

    任何恒星都具有一種在其自身的引力作用下發生坍縮的傾向,但是當它坍縮時,它的内部會變得越來越熱。而當它的内部溫度越來越高時,這顆恒星就有一種發生膨脹的傾向。最後,兩種傾向會達到平衡。結果,這顆恒星便達到了某種固定的大小。一顆恒星的質量越大,為了平衡這種坍縮所需要的内部溫度就越大,因而它的表面溫度也就越高。

    太陽是一顆中等大小的恒星,它的表面溫度為6000℃。質量比它小的恒星,其表面溫度也比它低,有一些恒星的表面溫度隻有2500℃左右。

    質量比太陽大的恒星,其表面溫度也比太陽高,可達10,000℃、20,000℃,甚至更高。在所有已知的恒星中,質量最大、因而溫度最高、亮度最大的恒星,其穩定的表面溫度至少可達50,000℃,甚至可能更高。也許可以大膽地說,主序星的最高的穩定表面溫度可以達到80,000℃。

    為什麼不能再高呢?質量再大的恒星,其表面溫度會不會比這還要高呢?到這裡,我們不得不停下來。因為,一顆普通恒星,如果具有這樣大的質量,以緻它的表面溫度竟高達80,000℃以上,那麼,這顆恒星内部的極高溫度就會使它發生爆炸。在爆炸時,也許在瞬間會發出比這高得多的溫度,然而當它爆炸之後,剩下來的将是一顆更小和更冷的恒星。

    但是恒星的表面并不是溫度最高的部分。熱會從它的表面向外傳播到該恒星周圍的一層很薄的大氣層(亦即它的“日冕”)。這裡的熱量從總量上說雖然不算大,但是,由于這裡的原子數量同該恒星本身的原子數量相比是很少很少的,以緻每一個原子可以獲得大量的熱供應。又因為我們以每一個原子的熱能作為測量溫度的标準,所以,日冕的溫度高達1,000,000℃。

    此外,恒星的内部溫度也比其表面溫度高得多。要使恒星的外層能夠戰勝巨大的向裡拉的引力,就必須是這樣。已經查明,太陽中心的溫度大約為15,000,000℃。

    自然,那些質量比太陽大的恒星,它們不但表面溫度更高,中心溫度也同樣會更高。同時,對于具有一定質量的恒星來說,其核心的溫度一般總是随着它的年齡的增長而越來越高的。有一些天文學家曾試圖計算出,在整個恒星爆炸的前夕,其核心的溫度可以達到多少度。我所看到的其中一種估算,認為最高可達到6,000,000,000℃。

    那些不屬于主序星的天體,其溫度有多高呢?尤其是那些在六十年代新發現的夭體,其溫度可達到多少度呢?例如脈沖星的溫度可能達到多少度呢?有些天文學家認為,脈沖星實際上就是非常緻密的“中子星”,這種中子星的質量雖然和一顆普通恒星一樣大,但是它的直徑隻有十幾公裡。這樣的中子星的核心溫度會不會超過6,000,000,000℃這個“最大值”呢?此外,還有類星體,有人認為類星體可能是由數百萬顆普通恒星坍縮而成的,既然如此,這種類星體的核心溫度又有多高呢?

    所有這些問題,迄今為止,還沒有人能夠回答。