恒星是如何变成超新星或者黑洞的?它如何决定自己到底要变成什么

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恒星是如何变成超新星或者黑洞的?它如何决定自己到底要变成什么

2024-05-29 16:46| 来源: 网络整理| 查看: 265

恒星由它们核心的核聚变反应来维持。对于主序上的恒星,例如我们的太阳,内部的核聚变主要涉及氢合成氦。反应产生的能量足以支持它们的质量来对抗自身的引力。

当恒星的燃料耗尽之后,恒星会膨胀并且会产生更重的元素,例如碳和铁。(太阳系中大部分物质来自太阳系外)。一旦恒星耗尽它所有的燃料,它将坍缩。从这里开始,恒星将会经历不同的命运。

太阳坍缩为白矮星,此时泡利不相容原理使恒星中的电子保持足够远的距离,以防止进一步坍缩,这种能量被称为电子简并。

太阳质量1.4倍以上的恒星(这个极限被称为钱德拉塞卡极限,以一位印度物理学家的名字命名,他在去英国的路上发现了这个极限)会倾向于爆炸成为超新星,失去它的大部分质量。内部较小的核心会保留下来并将和较小的恒星一样继续坍缩,不同的是,这是电子简并将不足与支持恒星的质量来对抗自己的引力坍缩,它会继续缩小直到成为一个体型微小但是质量巨大的、由中子简并维持的中子星。

如果中子简并也不足以抵抗恒星的坍缩,它将继续缩小直到物质被压缩到一个无穷小,密度无穷大的点,成为奇点。这就是黑洞的中心。

回答:Edward Rayne,英国剑桥大学物理学本科生。

恒星的寿命以及它的最终状态由自身的质量决定。就我们所知,所有的恒星都受到两种基本力的作用,一种是引力,另一种是由氢氦聚变产生的由内而外的压力。重力作为一种能量来源,在恒星内部产生巨大的热量和压力,并开启聚变过程,聚变会产生大量的热量和能量,使恒星发光,并试图推开气体使其远离恒星,直到达到平衡状态。

当大部分氢聚变成氦时,聚变会停止,此时引力会占上风。没有聚变产生的能量,恒星会开始坍缩。接下来恒星会发生什么取决于它的质量。对于一个小质量恒星(质量比太阳小),引力不足以使恒星再次发生聚变,剩下的灰烬会成为褐矮星并最终变成一具太空冰冷的尸体。



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