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晚年的恒星为什么会爆发?

来源:天文历法  时间:2018-12-09 18:17:55

“中年”的恒星,例如太阳,是很稳定的。在几十亿年的时间里,它的光度没有什么变化。这是由于恒星的巨大质量的各部分之间的引力与恒星中心处由氢核聚变为氦核的热核反应产生的高温造成的向外压力相平衡的缘故。

晚年的恒星

当恒星内部的氢燃料耗尽之后,氢聚变成氦的热核反应就停止进行。这时向内的强大引力就占优势而大大超过向外的压力,因而恒星就收缩。由于收缩引力能转变为热能,因此恒星温度又进一步上升,又重新点燃新的热核反应

氦聚变成碳、氧等元素,从而又释放出巨大的能量。在新的条件下,引力与向外的压力重新达到平衡。这样状态下的恒星就是“晚年”恒星了。

“晚年”恒星的平衡仍然是暂时的。当氦燃料燃烧完之后,碳、氧等也会燃烧。热核反应逐级地进行下去,一直到较轻的元素聚变成重的铁族元素。铁族元素形成之后,在恒星内部不存在使铁聚变为更重的元素的条件。因而热核反应到此结束。不再产生新的巨大能量。向外辐射的能量也大大减弱。

这一下可不得了,本来向内的引力和向外的压力是平衡的,而此时向外的压力大大减少,巨大的引力因而失去抗衡,就象坑道突然抽掉支撑木一样,因而向中心猛烈"缩”下去。结果使中心区域的物质挤压得十分利害,以致原子核外的电子都被压到核内同核内质子结合成为中子,形成了一个高温高压的中子核。

在此过程中要放出大量的中微子。中微子这种基本粒子的穿透本领非常之大,它可以毫不费劲地穿过恒星。从恒星内部放出的巨大数量的中微子流,就象超级飓风一样,把恒星的铁族元素外壳突然摧毁,这个过程迅猛异常,就是前面说的超新星爆发。

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