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为什么混合物的熔点低

为什么混合物的熔点低

天文学家观察到一些大质量的白矮星似乎拥有特殊的热源,导致它们的冷却速度相较于其他白矮星更为缓慢。经过一系列的实验和研究,科学家们排除了氖-22同位素作为额外热源的可能性。具体的原因仍然在探索之中。

当类似太阳的恒星走到生命的尽头时,它们剩下的物质形成白矮星。这是恒星萎缩后露出的核心,已经失去了进行核聚变的能力。虽然白矮星仍然能够发光,但依靠的只是残余的热量,它们将在数十亿年的时间里逐渐冷却并变暗。

新的研究成果为我们揭示了一些真相。在恒星内部,一种富含中子的稳定氖同位素在沉积或向内下沉的过程中,曾被怀疑是造成这种现象的热源之一。经过深入研究,我们发现事实并非如此简单。

在银河系中,大多数质量低于太阳八倍的恒星最终都会变成白矮星。这些恒星由于氢气与氦气的消耗殆尽,没有足够的压力来点燃剩余的碳元素。它们的外层物质被出去,留下内核坍缩成一个地球大小的球体。这个球体主要由碳和氧组成,密度极高,甚至可以达到太阳密度的1.4倍。只有电子简并压力这种由特殊物理现象产生的力量才能防止其核心完全坍缩。由于这些星体的表面积较小且非常致密,因此散热需要很长时间。一旦白矮星的核心停止坍缩,其内部温度可能超过十万摄氏度。

对于大质量白矮星中的一部分——约占其质量六的Q谱带白矮星,其冷却速度异常缓慢。据约翰霍普金斯大学的一位天文学家郑思豪在2019年发表的论文指出,与其他白矮星相比,这些白矮星的冷却过程延迟了大约八十亿年。有些科学家曾假设氖的一种同位素——氖-22可能是造成这种差异的原因。这个假设曾引起了一阵热烈的讨论和深入研究。伊利诺伊州立大学的一支研究团队采用分子动力学方法和相图对这一假设进行了验证,但结果并不支持这一假设。他们的研究结果表明氖-22并不是造成额外热源的原因。在模拟过程中他们发现当氖-22存在于碳氧液体中时并不能形成稳定的混合物其结果是要么氖溶解导致晶体熔化要么整个混合物冻结并不存在中间状态这意味着即使有微量的氖也不太可能成为热源其原因在于混合物熔点过高使得氖无法稳定存在研究小组还计算了混合物中需要多少氖来形成稳定的混合物结果发现至少需要含有百分之三十的氖才能形成稳定的混合物如果恒星的氖含量稍微丰富一点大约到百分之六可能会有其他元素如铁族元素成为潜在的源只需百分之零点一的铁就能产生显著的热量研究人员推测如果某些物理过程能让某些白矮星的铁含量富集到一定程度足以使冷却推迟数十亿年而这促使研究者考虑将铁元素纳入未来的白矮星冷却模型中他们将继续研究铁的分子动力学特性和可能的热效应这项研究对解开大质量白矮星冷却之谜具有重要意义未来研究者将需要新的铁相图以及关于铁团簇特性的研究这将为未来的探索指明方向FY总之物理学领域的每一步发现都是对人类智慧的一次献礼经过不断的探索和尝试我们距离真相越来越近未来期待更多的突破和发现以解开宇宙的奥秘之一梦花开在天文学研究的路上。


为什么混合物的熔点低

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