|大质量巨型恒星的命运

在浩瀚的宇宙深处，恒星诞生在原始星云中，这些气体分子云位于星系的旋臂上。强烈的引力压缩云团，导致温度和压力急剧增加。在星云内的临界温度和压力下，奇迹出现了。热核反应剧烈地爆发，将氢聚变为氦。在这个气体中，一颗原恒星诞生了，就像宇宙里有新生命一样，但它也会死亡。
在核反应的推动下，这颗恒星以孤独的方式生活，在数百万年的时间里，它将自己的光发射到黑暗的太空中。对于那些小于1.4个太阳质量的恒星来说，它们会平静地死去，成为白矮星。那里的核燃料耗尽了，它们的核心通过电子简并压力来平衡引力产生的压力。数十亿年后，白矮星的热能将会耗尽，当它死亡时，会发出最后的光芒，成为一颗不发光的黑矮星。

文章图片
文章图片
大质量恒星
对于比1.4个太阳质量大得多的恒星来说，死亡是剧烈而混乱的。大质量恒星燃烧的温度和亮度要比进入恒星墓地的小恒星高得多。在这些大质量恒星的核心，作用在10^-13厘米量级的微小距离上的核力会引起强烈的核聚变反应。恒星核心内这些元素的原子核彼此电排斥，为了克服这种排斥作用，需要极高的温度，而这些高温和极端的内部压力提供了点燃核反应所需的能量。

文章图片
文章图片
这些大质量恒星是由一系列产生越来越重元素的核反应驱动的。当核燃料耗尽时，会产生较重的元素。每一次聚变循环都会释放能量，平衡恒星因引力而受到的向内压缩。然而，当某种核燃料被使用时，它会进入一种不再发生核聚变的状态。最后一次聚变循环的残余物是铁。然而，任何核反应都不能释放铁的能量，这标志着这颗大质量恒星的末日。没有核聚变反应的能量，恒星就无法产生的向外的力与向内的引力平衡了。
【|大质量巨型恒星的命运】这颗大质量恒星的铁核超过了钱德拉塞卡的极限，即1.4个太阳质量，这颗恒星无法像白矮星那样达到平衡。在一次灾难性的事件中，当恒星达到一个原子核的密度大约是水密度的一百万倍时，它会受到重力的袭击，恒星会颤抖，核心会坍塌。原子核被撕裂，留下浓密的颗粒汤。
这种崩塌释放的能量相当于恒星整个生命周期输出能量的10倍。密度越来越大，重力的向内压缩越来越大，质子和电子融合在一起形成中子。在正常情况下，一个自由中子会通过一个中间矢量玻色子的交换衰变为一个质子，玻色子衰变为一个电子和一个反电子中微子。然而，重力的挤压作用不允许这样做。密度是如此之大，中子是如此的紧密，以至于泡利排斥原理不允许在中子衰变为质子的过程中产生任何电子。核心现在被1057个中子紧紧地包裹着。超新星

文章图片
文章图片
当恒星由于引力而向内坍缩时，能量从核心反弹，并将恒星的外层吹向太空，造成大规模爆炸，这时就发生了核心坍缩超新星。超新星大约90%的能量被称为中微子的亚原子粒子从恒星带走。这些中微子是在质子与电子融合时形成的。在恒星的快速坍缩过程中，强烈的能量使原子核分裂成它的基本粒子组成部分。崩塌加速，导致质子与电子发生聚变，从而释放出超新星爆炸时观测到的中微子，这个过程被称为核心的中和。这些中微子很少与物质相互作用，是极其轻的粒子。剩余的能量在新形成的中子核中反弹并向外辐射。这另外10%的超新星能量引发了巨大的爆炸，将恒星的各个层炸飞。分页标题
1987年2月23日，超新星1987A在17万光年之外的大麦哲伦星云中被观测到。这颗超新星的意义在于，它是第一次在超新星爆炸前后观测到一颗恒星。这颗恒星的质量大约是太阳的20倍。科学家们的观测结果与当时超新星理论的理论预测基本一致。据估计，在那一天，大约有100万亿来自超新星1987A的中微子穿过每个人的身体，甚至可能与你体内的一个核发生反应。黑洞

文章图片
文章图片
这些恒星物体非常重，它们会经历完全的引力坍缩。再多的内部聚变也抵挡不住如此重的物体所承受的重力压力。?如果中子星的质量小于太阳质量的3倍，它就能承受住重力。但是，如果它大于上限，它就会向内坍缩，变成奇点。奇点是无限密度的无因次点。恒星的所有质量都被向内挤压，由这个无限大的奇点产生的引力变得如此强大，以至于在一个叫做视界的区域之外，连光都无法逃脱。恒星的总引力坍缩导致了黑洞的形成。