1、第六讲、 钱德拉塞卡与白矮星质量上限1、白矮星的形成2、白矮星与行星状星云3、白矮星的观测特征4、白矮星与引力红移5、白矮星的质量上限6、钱德拉塞卡在恒星结构研究中贡献美籍印度裔天文学家钱德拉塞卡由于在恒星结构和演化理论上的贡献，特别是提出 白矮星质量上限以及提出 更大质量恒星归宿 等论断。荣获 1983年度 诺贝尔物理学奖。一、钱德拉塞卡 在恒星结构研究中贡献1、白矮星演化理论的奠基人1915年，美国天文学家 亚当斯 发现白矮星物理特性。1925年，英国物理学家 福勒 用 物质兼并假说 解释了白矮星的巨大密度。电子和电离的核在极大的压力下组成高度密集的物质。1926年，英国天文学家 爱丁顿
2、提出 氢转变成氦 是恒星能量的可能源泉。2、钱德拉塞卡发展了白矮星演化理论1930年 1936年 ， 钱德拉塞卡 在英国剑桥大学学习和工作期间，通过应用相对论和量子力学，利用 兼并电子气体 的物态方程，为白矮星的演化过程建立了合理模型并对演化观测给出预测 。钱德拉塞卡对白矮星理论具体贡献：1 ）、白矮星质量越大，其半径越小；2 ）、白矮星的质量不会大于太阳质量的 1.4倍；该值被称为：白矮星质量的 钱德拉塞卡极限。3 ）、质量更大的恒星必需通过某种形式的质量转化，也许经过大爆炸过程才能最后归宿为白矮星。钱德拉塞卡的理论 解释了恒星演化最后的过程，因此对宇宙学研究做出了重大贡献。4 ）、 193
3、9年， 钱德拉塞卡 出版的 恒星结构研究导论 一书，系统总结了他的白矮星理论。二、白矮星的形成白矮星 ：是大质量恒星演化到晚期的一个归宿星。它体积小、温度高，呈白色、光度低，是一颗致密星。右图： 哈勃望远镜拍摄的 天鹰座行星状星云的中央星就是一颗白矮星（白色亮点）。1、天狼星 B与白矮星白矮星 这个名字是英国剑桥大学天文学家 爱丁顿 在1924年首先提出来的，并指出天狼星的伴星 天狼星 B就是致密的 白矮星 。当时这一看法没有得到多数天文学家的支持！观测表明：天狼星 是一颗目视双星，由主星天狼星A和伴星天狼星 B组成。天狼星 A是冬季 夜 空里最亮的一颗 恒星 ， 目视星等为 -1.74等 ，
4、绝对星等为 +1.43等。天狼星 A是 一颗位于主序星带上的恒星、颜色为蓝白色。 体积略大于太阳，直径是太阳的 1.7倍。天狼星 A的表面 温度 约是太阳表面温度的 2倍 ,高达10000 。天狼星 A与它的伴星天狼星 B的图片（ 天狼星 B是第一颗被证认的白矮星 ）天狼星 B1836年，德国天文学家 贝塞耳 发现天狼星 自行 呈波浪式的变化 ,并由此推断天狼星有一颗看不到伴星。1862年，美国天文望远镜制造专家 克拉克 用他新研制的 25cm口径望远镜发现了这颗伴星 ,取名为天狼星 B。原来的子星称为天狼星 A。天狼星 B 的 视星等为 +8.64等 、绝对星等为+11.33等。质量是 1.
5、05太阳质量、半径只有 410 km、 体积是太阳的百万分之一、但它的密度却是太阳平均密度的 100万倍。天狼星 B是人类发现的第一颗白矮星。2、白矮星的物理特征1 )、光谱白矮星 大多都是 A型光谱 ,发出 白颜色的光 ，而且 半径特别小 ,所以称为白矮星。2 )、质量上限1934年印度人 钱德拉塞卡 (1930年剑桥大学理论物理研究生 )，根据广义相对论完全简并态电子物态方程,推导出白矮星质量上限为 1.4个太阳质量。目前 ,已被确认的白矮星质量都小于这个质量极限值，介于 0.31.2太阳质量之间。3 )、半径 太阳半径的百万分之一 ,平均和地球大小相近 ( 510 km )。4 )、密度
6、 1010kg/cm 平均密度高达 10kg/cm 5 )、表面温度 510510K三、白矮星的引力红移现象的检测天狼星 B可以说是第一个被 观测 确定为 白矮星的天体。 符合 白矮星 的物理特性，体积小 ,密度大 ,温度高和呈白颜色 。当时的 天体物理学理论，还没有办法解释 天狼星 B高密状态是怎样形成的？观测首先发现了白矮星。1、引力红移概念1915年，爱因斯坦广义相对论发表。按广义相对论理论 ,在远离引力场的地方 观测引力场内的辐射源发射出来的光线时 ,光谱中的谱线会向红端移动 。即同一条原子谱线比没有强引力场情况时波长变长 (红移量与光源和观测者间引力势差成正比 ),这种现象 称为 引力红移。（ 以此与多普勒红移相区别 ）
