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第七章白矮星

§7.1费米子星的研究历史§7.2白矮星物质状态方程§7.3费米子星的极限质量§7.4白矮星的结构和冷却§7.5行星状星云与白矮星的形成结构：质量M~0.2-1.1M⊙（平均~0.6M⊙）半径R~5×108-109cm密度ρ~105-107gcm-3

致密星2.白矮星基本特征在H-R图白矮星位于主序带的左下方

球状星团M4中的白矮星形成光度与光谱： 绝对星等Mv

~8m-16m，有效温度Teff

~5×103-4×104K.

光谱分类DC、DO、DB…DM.§7.1费米子星的研究历史

SiriusinopticalandX-ray1968年探测到船帆座超新星遗迹和蟹状星云中的脉冲辐射。1971年Uhuru卫星探测到第一颗X射线脉冲星CenX–3.§7.2白矮星物质的状态方程

考虑温度的影响BPS状态方程以上给出的理想电子气方程应用于实际白矮星物质时，还需作两点修正：离子和电子间的静电作用原子核中质子的中子化由此所得到的方程为BPS方程。(1)简并电子气高温→原子电离→自由电子高密→电子简并→简并电子压力（Pauli不相容原理）Pe=nvp由测不准原理，电子的动量p~△p~h/△x~h/(V/N)1/3~(N/V)1/3

非相对论性情形：Pe~np2~(N/V)5/3~ρ5/3

相对论性情形：Pe~ncp~ρ4/3§7.3费米子星的极限质量

质量越大，半径越小!压力dP/dR~P/R~ρ5/3/R~M5/3/R6引力g~ρM/R2~M2/R5(2)质量-半径关系Whystarswithmasses<~8M⊙formwhitedwarfs?dP/dR~P/R~ρ4/3/R~M4/3/R6g~ρM/R2~M2/R5(3)Chandrasekhar极限对高质量白矮星，简并电子气是相对论性的。→随着质量增大，引力比压力增大得更快→白矮星质量上限（Chandrasekhar极限质量）对He白矮星，Mch≈1.44M⊙对CO白矮星，Mch≈1.4M⊙§7.4白矮星的结构和冷却

由于白矮星内部电子是强简并的，电子自由程长，故热传导率高，所以白矮星内部可以看作是温度均匀的。这个几乎等温的内部被一层非简并

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