2012年6月22日 星期五

大質量恆星的演化末期



大質量的恆星演化到中心的碳氧核心向內收縮時,因為質量夠大,內縮的萬有引力夠強,以致於電子簡併的壓力不足以抵擋萬有引力,核心於是持續收縮,溫度升高,直到碳和氧可以進行更進一步的融合反應,形成更重的元素,例如氖和鎂。在核心部分,這樣的,收縮融合,再收縮融合,的過程一直接續發生,直到合成鐵為止。

在這些過程當中,恆星的整個體積也是反覆地膨脹與收縮,也因此有很劇烈的質量散失。。它們噴發散失了大量的物質,造成這兩幅特殊的景像。而事實上,它們接下來隨時可能會發生的,則是更壯烈的事件─超新星爆炸。

超新星的爆炸

在恆星內部鐵核形成之後,並沒有進一步的核融合反應可以提供能量來抵擋萬有引力的收縮。因此核心密度一再升高,整個核心就像是一個超大的原子核一樣。在接下來的某一瞬間,許多電子被質子捕捉,轉變成中子。在這一瞬間,核心物質的性質頓時改變,變得堅硬了些。原先在這核心外圍一起向內收縮的物質一下子反彈子出來,而把更外圍較低密度的物質整個向外炸了開來。這就是超新星的爆炸。
伴隨這整個過程的是極大的能量釋放。首先是許多微中子帶走了絕大部分的能量,而後向外炸開的物質,本身也具有很大的能量,使得這整個星球外圍炸開的物質溫度增高,且放出大量的光。之所以叫做「超新星」是因為它突然變得很亮,像一顆新出現的星星,並且常常有可能亮到幾乎是一整個星系的亮度。在爆炸的那一瞬間,巨大的能量也使得許多比鐵更重的元素得以形成,包括許多放射性元素。

歷史上的超新星

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