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恒星是如何毀滅的?

恒星通常能存活數十億年。確切的時間長度取決於恒星的質量:較大的恒星壽命較短。這似乎違反直覺,因為較大的恒星有更多的“物質”在中心融合。是的,它們確實有更多的燃料,但事實證明,它們比較小的恒星燃燒燃料更快,最終壽命更短。我們的太陽大約有壹半壽命,還有大約50億年的燃料。

這個核聚變過程最終將恒星中的氫轉化為氦。這個過程釋放能量,使恒星保持高溫,提供能量,最終以輻射的形式離開恒星。但是壹顆恒星不會像其他帖子暗示的那樣,把所有的氫都變成氦。恒星中只有壹小部分氫會轉化為氦;換句話說,只有恒星中心的氫熱到足以聚變。表面氫的溫度太低,無法進行核聚變,氫會壹直存在,貫穿恒星的生與死。

無論如何,壹旦恒星中心耗盡燃料,熱壓就會失去能量來源。中心不再產生能量,使得氣體沒有能量儲備來維持其極高的溫度。於是恒星開始冷卻,恒星上的壓力開始減小。引力抓住了這個機會(引力在整個過程中從未“關閉”,它總是試圖將恒星壓縮到越來越小的尺寸),恒星的中心開始收縮。當它這樣做時,它將重新加熱並開始向恒星釋放能量。這個過程導致恒星表面膨脹,恒星膨脹成“紅巨星”或“超級巨星”。“當中心溫度上升時,聚變過程可能會重新開始,更多的氫會開始凝結成氦,或者如果恒星足夠大,它會開始吸收氦,並凝結成其他元素,如碳、氮和氧。”在元素周期表上離得越遠,聚變需要的能量就越多。但是壹旦有了鎳和鐵,就會有事發生。

像太陽這樣的恒星會把氫凝結成氦,然後開始把氦凝結成碳和氧。原子核中的氦壹旦耗盡,就永遠達不到重啟核聚變的溫度。引力最終贏了。沒有什麽可以幫助保持核心的熱度,引力會讓恒星越來越凝聚(同時恒星的表面會越來越膨脹)。中央恒星最終變成白矮星的原因是我不會進入這裏(但如果妳好奇的話),恒星表面氣體飄散(這種飄散的氣體通常被稱為行星狀星雲,即使它與行星有關……這有點用詞不當)。這是他們的末日。

較大的恒星可以重新開始融合過程,熔化其核心的元素,直到它們達到鎳和鐵。此時,聚變停止釋放能量,即恒星必須為聚變過程提供能量才能使其發生。這和它想做的正好相反;它希望釋放能量,這樣可以保持高溫,防止重力導致它坍縮。此時,核心的融合停止,由鎳和鐵組成的球體開始形成。球體周圍的溫度仍然足以讓其他元素聚變,於是剩下的氫、氦等元素繼續聚變形成重元素。

壹旦鐵鎳球變得過重(超過1.4倍太陽質量),鐵球就會坍縮。沒有什麽能阻止重力,鎳原子和鐵原子或多或少擠在壹起。這導致這些原子核分裂,質子和電子相互結合成為中子,在短時間內釋放出不可思議的能量。結果是超新星爆炸。釋放的能量爆炸了恒星的其余部分。最終會有壹顆密度很高的中子星(中子球)。極端情況下,這個中子球會進壹步坍縮成黑洞。