恒星坍缩后为什么会爆炸那么爆炸是氦进行了聚变还是裂变?

来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/27 05:39:58
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恒星坍缩后为什么会爆炸那么爆炸是氦进行了聚变还是裂变?
恒星坍缩后为什么会爆炸
那么爆炸是氦进行了聚变还是裂变?

恒星坍缩后为什么会爆炸那么爆炸是氦进行了聚变还是裂变?
恒星坍缩和爆炸已经是红巨星的末期,恒星已经完全处于不稳定状态的时候,而你说的氦聚变是在红巨星初期阶段,那时恒星还勉强可以保持稳定.
氦聚变的发生是当核心的氢数量减少,不足以提供足够辐射压,核心就收缩,温度上升.当温度上升到1亿度,氦聚变就开始进行,而恒星外层也因为核心高温而触发氢聚变,辐射压大增之下外层膨胀而成为红巨星.
但是恒星爆炸的机制不同,不是由于核聚变引起,而是在于核心的坍缩.如果恒星够重,恒星的核心的核聚变最终产物就是铁元素,铁不能再自然聚变,于是核心就渐渐形成一个铁核.
当铁核的热压力不能再支撑外层的重压,铁核就突然收缩,恒星体积也猛然开始缩小.铁核的众多游离电子会由于外部压力而被迫跟质子融合,成为大量中子,而中子之间距离太近的时候,中子简并压瞬间出现,令收缩的核心骤然稳定下来.
而本来向内收缩的恒星外层,由于核心收缩的突然停止而撞上了一堵坚硬的墙,形成一个向外的冲击波(爆炸波),冲击波沿途推斥恒星外层,传到恒星表面时将恒星表面冲破,一直向外传播,并暴露出恒星内部巨大的亮度,就是超新星爆发.

发生了聚变,不断进行聚合,当到Fe时,就会发生坍缩

坍缩:恒星的物质收缩而挤压在一起。
在恒星生存期的某一阶段,其内部温度将会降低,这样一来,引力将会成为一个主导的因素,结果,这颗恒星就会开始坍缩,在这个过程中,恒星内部物质的原子结构会遭到破坏。这样一来,原子将不复存在,替代它的将是一个个电子、质子和中子。这颗恒星将会坍缩到这样一种程度,这时电子的相互排斥力将使该恒星不能够再进一步坍缩。
这颗恒星于是就成为一颗“白矮星”...

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坍缩:恒星的物质收缩而挤压在一起。
在恒星生存期的某一阶段,其内部温度将会降低,这样一来,引力将会成为一个主导的因素,结果,这颗恒星就会开始坍缩,在这个过程中,恒星内部物质的原子结构会遭到破坏。这样一来,原子将不复存在,替代它的将是一个个电子、质子和中子。这颗恒星将会坍缩到这样一种程度,这时电子的相互排斥力将使该恒星不能够再进一步坍缩。
这颗恒星于是就成为一颗“白矮星”。像太阳这样的恒星一旦坍缩成为一颗白矮星,它的全部物质将被挤压成为一个直径只有大约16,000公里的球体,它的表面引力将
变成地球表面引力的210,000倍(因为它的质量虽然没有变,但是从表面到中心的距离则大大缩短了)。
在某些条件下,引力将变得如此之大,甚至能战胜电子之间的排斥力。结果,这颗恒星将会再度坍缩,并迫使其全部电子和质子彼此结合为中子,这样一来,这颗恒星将一直收缩到所有的中子都彼此接触为止。到了这一步,这个中子结构物又将会抵制进一步的坍缩,这颗星于是成为一颗中子星。这样的中子星将把太阳的全部质量压缩在一个直径只有16公里的球体内。结果,它的表面引力将是地球引力的210,000,000,000倍。
在某些条件下,引力甚至能进一步战胜中子结构的抗拒。这时候,再也没有任何东西能够抵抗得住它的进一步坍缩了。
结果,这颗恒星就会坍缩到体积无限接近于零,而它的表面引力就会无限地增大。
根据相对论,一颗恒星所发射出来的光,当它克服该恒星的引力场而向外射出的时候,将会失去一定的能量。引力场越大,所失去的能量也越大。这一点已经由科学工作者经过天文观测和实验室实验得到证实。
由太阳这样的普通恒星发射出的光,它失去的能量是很有限的。由白矮星发射出的光会失去较多的能量;由中子星发射出的光会失去比这更多的能量。当这颗中子星进一步坍缩时,就会出现这样一种情况:从它的表面向外射出的光将会失去它的全部能量,从而根本不可能逃逸出去。
一个比中子星坍缩得更厉害的天体,它的引力场将是如此之强,以致任何靠近它的东西都将被它所捕获,并且再也不能从它里面逃逸出去。这就如同被捕获的物体落进一个无底洞的情况一样。而且,正如上面所说,甚至连光也不能逃逸出去,因此,这个坍缩了的天体将是黑的。正因为它既像个无底洞,而且又是黑的,所以天文学家就把它叫做“黑洞”。
但是有些大的恒星虽然质量大,但是体积也很大,难以发生坍缩。此时恒星在走向生命尽头时先会发生爆炸,即超新星爆发。爆炸会损失很多物质和能量,在能量损耗达一定程度后,恒星的内部能量就无法和自身引力相抗衡,于是发生坍缩,产生上面所述的过程。

收起

聚变!

核聚变