恒星的爆炸！思航趣探索，带你了解浩瀚星海！

大家好，欢迎大家回到来到思航趣探索，和小编一起继续聊一聊有关星空的故事。

接上期

前一期我们了解了罕见的超新星，本期我们接着探索，去了解恒星的爆炸。

现代天文学家认为，恒星就是遥远的太阳，只不过其大小与太阳不尽相同罢了。大质量的恒星在晚年为什么会爆炸呢？要弄清这个问题，首先应该知道恒星的物质组成，或者说它靠什么东西“燃烧而发光呢”？

近代天文学家由光谱分析方法获悉，太阳上含有大量的氢元素，其次还有少量的氦、碳、氧、硅等 60 多种元素。1939 年，美国著名物理学家贝特认为，太阳的能量来自于氢原子核聚变反应，它类似于氢弹爆炸。当 4 个氢原子核聚变为 1 个氦原子核时，可释放出巨大能量。实现热核聚变反应的条件是高温和高压。科学家们通过观测研究，由物理定律计算出太阳中心温度约为 1500 万度。也就是说，太阳是一座以氢原子核为燃料的核子炉！后来， 人们把这一理论推广应用于恒星演化研究。

在恒星演化过程中，其内部的热核反应是一个持续不断的过程。人们逐渐弄清楚在任何恒星中氦约占 25％左右，其余的大多数是氢，而所有其他元素的总和才占总成分的 1％～2％。一般说来，恒星先是以氢为燃料。恒星的核心部分——星核的氢燃料耗尽后，星核中心收缩释放的引力能使恒星的氢壳层燃烧，同时恒星外层向外膨胀。与此同时，星核的收缩还使这个“热核反应炉”升温（可达 2 亿度），然后，氦开始燃烧，这时星核收缩停止。

氦燃烧的灰烬是碳和氧。在氦燃料耗尽时，星核又开始收缩。这时候的恒星有点像是两个套在一起的球壳——双燃烧壳源，一个是氢壳源，另一个是氦壳源。当星核收缩到一定程度，星核内的温度达到 8 亿度，碳开始燃烧。

碳燃烧的主要灰烬是氧，氧燃烧之后是硅；前者燃烧所需的温度是 20 亿度，后者所需的温度是 30 亿度。

综上所述，在核反应的每一个阶段，当一种核燃料耗尽时，恒星的中心部分缺少能量辐射便开始收缩，在收缩过程中可释放引力能，因而使星核内温度上升，最终把另一种核燃料点燃。恒星在晚年变得越来越不稳定，热核反应一轮接一轮地进行，热核反应的温度一轮比一轮高，反应的速率也进一步加快，最终导致整个恒垦爆炸即超新星爆发现象。在理论上具体一点说来， 如果氧和硅的燃烧都未能使星体爆炸，那么恒星内部最终就由铁原子核和电子简并气体组成一个密度极大的核心，这时所有的核燃料就都耗尽了。因为铁原子核的结合能最大，铁核是很稳定的核。此时的恒星已接近“死亡”， 伴随恒星中心核反应的轮番进行，星核已被一个温度低得多（不足 10 亿度） 的“幔”所包围，在幔的外面还包有一层氢和氦的外壳。星幔中的化学成分占优势的是氧、氮和氖等轻元素，这些是恒星爆炸所需要的潜在核燃料。

这时候由于上层物质的重量已经不再能被下面的气体压力所支撑，恒星的所有外层便向着中心陷落——坍缩，并在此过程中迅速升温。当星核的密度接近每立方厘米 3000 万吨，而温度超过 1000 亿度时，核心将停止收缩， 包层由于不再向恒星中心坍塌而迅速被加热，幔中的轻元素像“火药库”似地爆炸了。超新星爆发前，作为坍缩星的全部复杂的物理过程，仅仅是在异常短暂的、大约不到一秒的时间内发生的。