緻密天體

緻密天體，是體積小而密度大的天體，包括白矮星、中子星和黑洞。如果緻密天體的質量在0.3-1.2個太陽質量，其半徑只有地球大小，則它的平均密度是太陽平均密度的10萬倍以上，這類天體叫白矮星。

基本介紹

• 中文名：緻密天體
• 外文名：compact object
• 包括：白矮星、中子星和黑洞
• 物理特徵：體積小，密度大
• 來源：恆星演化
• 決定因素：晚期恆星的質量

定義

這裡所說的緻密天體包括白矮星、中子星和黑洞，它們都是晚期恆星演化到最後的產物，晚期恆星演化成這三種緻密天體的哪一種，決定於晚期恆星的質量。這三種緻密天體的共同特徵是，為星體提供能量的核反應停止了，與星體自身引力相抗衡的張力已不復存在，引力坍縮致使星體體積縮小達到並處於超高密度、超大壓力和超強磁場的極端物理條件之中。

性質

白矮星

白矮星的質量一般都與太陽質量相近，在0．3-1．2個太陽質量範圍內，但大小與地球差不多，可見白矮星的密度是很高的，約為 ～ kg· 。提供能量的核反應雖然停止了，但白矮星的溫度仍然很高，表面溫度約為5× K，由於它的體積小，所以光度低，只有太陽的1/10到1/1 000。

白矮星的質量上限是太陽質量的1．4倍，這就是說，大於此質量限的白矮星是不存在的，它將進一步坍縮並形成中子星或黑洞。這一質量極限稱為錢德拉塞卡(S．Chandrasekhar)質量限。到目前為止，所有被觀測到的白矮星的質量都小於這個極限值。

中子星

理論研究表明，中子星也存在一個質量上限，為3．2太陽質量，稱為奧本海默(J．R．Oppenheimer)一沃爾科夫(G．M．Volkoff)質量限，如果超過這個質量限，中子星就不能穩定存在，內部簡併中子氣所產生的張力不能抗衡坍縮壓力，星體將進一步坍縮成為黑洞。

緻密天體內部的格林函式

結合 Jellium 模型，, 利用 Feynman圖形法則近似計算了一般緻密天體在一定條件下的格林函式‘：

白矮星: ～ —<<1;

中子星:～ — <<1 。

可見一般的緻密天體是符合高密度電子系條件的 。因為任何高密度的電中性天體總包含有相同數量的正負電荷，故給出的格林函式對一般的緻密天體有效；本結果是從零溫下的格林函式出發得到的,，因此只適用於溫度很低的天體 ；沒有對玻色系進行討論 ，因此對玻色系可能是不適用的。