同样是超新星爆炸,其实也有很大的不同,主要体现在恒星的质量之上 。要了解这些之前,我们先搞清楚恒星以及它们的燃烧机制 。
恒星的燃烧机制
恒星的燃烧机制和我们平时烧个东西是两码事 。恒星内部的燃烧机制是核聚变反应 。这是由于恒星的质量都比较巨大,比如太阳,太阳占据整个太阳系质量的99.86% 。巨大的质量就会产生巨大的引力 。太阳的中心就会因为引力的原因,被压得温度特别高 。太阳内核的温度可以达到1500万度 。
我们都知道,高温高压下,物体的状态会发生变化,通常有固态、液态、气态 。但是达到像恒星内核的温度时,物质不再是这三种状态了,而是等离子体 。说白了,就是里面没有完整的原子结构,而是电子和原子核到处乱动 。
按理说,原子核是带正电的,所以原子核之间会受到库伦斥力的排斥,不容易发生反应 。我们在引爆氢弹时,通常是利用原子弹产生的高温来引爆氢弹的核聚变 。虽然恒星的内部温度都很高,但距离引爆核聚变反应还有一些距离 。
好在有量子隧穿效应的存在,就会有一定的概率发生核聚变反应,这个概率是极其低的 。一对氢原子核要10亿年才有可能发生一次核反应 。但因为恒星巨大,粒子数够多,才可以引发恒聚变,但速率并不会太快 。
因此,恒星内部进行的是“温和”的核聚变反应,不会像氢弹那样一下子全炸了 。宇宙中元素的丰度,70%左右都是氢,剩余的大部分是氦,只有不到1%是其他元素 。因此,构成恒星的主要都是氢和氦 。
一开始的核聚变都是氢核聚变,氢核也就是质子 。有两个反应链,一个叫做质子-质子反应,一个叫做碳氮氧循环 。整个过程都是氢核通过核聚变反应生成氦-4核 。
恒星的死亡
根据恒星的质量不同,恒星的一生也会非常的不同 。质量只有0.08个太阳质量~0.5个太阳质量的红矮星,一生只能文火慢炖,主序星时期很久很久,氢烧完之后,由于引力不足以让温度进一步升高引发氦的核聚变,因此,氢烧完后只能等着凉凉,最后成了黑矮星 。
而质量更大一点的恒星,比如:质量在0.5~3倍太阳质量的恒星,就会比红矮星更进一步,在引力的作用下,点燃氦的核聚变反应,生成碳、氧 。变成一颗红巨星,氦烧完之后,引力对核心作用产生的温度不足以引发碳、氧核聚变反应,它们的最终宿命就是一颗白矮星 。
质量再大一些的恒星,比如:3-8倍的太阳质量的恒星 。它们在末期还能够引发碳、氧核聚变反应,生成镁、硅、磷、硫等 。
其中碳的核聚变反应速度就超级快的,可以说是一闪而过,连一秒都用不到,整个过程被我们称为碳闪 。
因为碳的燃烧速度是在太快,所以,此时恒星的外壳会被炸开,这就是Ia超新星爆炸的一种 。在爆炸的过程当中,恒星的物质会被抛洒到太阳当中 。
- 如果恒星的质量比较小,那只留下一个质量很小的内核,最后形成白矮星;
- 如果恒星的质量比较大,就会炸得啥都不剩 。
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