什么恒星爆炸的最快？

【專家解說】：由于恒星形成是它的主要成份是氫，而氫的點(diǎn)火溫度又比其他元素都低，所以恒星演化的第一階段總是氫的燃燒階段，即主序階段。在主序階段，恒星內(nèi)部維持著穩(wěn)衡的壓力分布和表面溫度分布，所以在整個(gè)漫長(zhǎng)的階段，它的光度和表面溫度都只有很小的變化 。下面我們討論，當(dāng)星核區(qū)的氫燃燒完畢后，恒星有將怎么進(jìn)一步演化？ 恒星在燃燒盡星核區(qū)的氫之后，就熄火，這時(shí)核心區(qū)主要是氫，他是燃燒的產(chǎn)物外圍區(qū)的物質(zhì)主要是未經(jīng)燃燒的氫，核心熄火后恒星失去了輻射的能源，它便要引力收縮是一個(gè)起關(guān)鍵作用的因素。一個(gè)核燃燒階段的結(jié)束，表明恒星內(nèi)各處溫度都已低于在該處引起點(diǎn)火所需要的溫度，引力收縮將使恒星內(nèi)各處的溫度升高，這實(shí)際上是尋找下一次核點(diǎn)火所需要的溫度，引力收縮將使恒星內(nèi)各處的溫度全面的升高，主序后的引力收縮首先點(diǎn)著的不是核心區(qū)的氦（它的點(diǎn)火溫度高的太多），而是核心與外圍之間的氫殼，氫殼點(diǎn)火后，核心區(qū)處于高溫狀態(tài)，而仍沒核能源，他將繼續(xù)收縮。這時(shí)，由于核心區(qū)釋放的引力位能和燃燒中的氫所釋放的核能，都需要通過外圍不燃燒的氫層必須劇烈地膨脹，即讓介質(zhì)輻射變得更透明。而氫層膨脹又使恒星的表面溫度降低了，所以這是一個(gè)光度增加、半徑增加、而表面變冷的過程，這個(gè)過程是恒星從主星序向紅巨星過渡，過程進(jìn)行到一定程度，氫區(qū)中心的溫度將達(dá)到氫點(diǎn)火的溫度，于是又過渡到一個(gè)新階段--氦燃燒階段。 在恒星中心發(fā)生氦點(diǎn)火前，引力收縮以使它的密度達(dá)到了103g.cm-3的量級(jí)，這時(shí)氣體的壓力對(duì)溫度的依賴很弱，那么核反應(yīng)釋放的能量將使溫度升高，而溫度升高反過來又加劇核反應(yīng)速率，于是一旦點(diǎn)火，很快就會(huì)燃燒的十分劇烈，以至于爆炸，這種方式的點(diǎn)火稱為"閃?quot;，因此在現(xiàn)象上會(huì)看到恒星光度突然上升到很大，后來又降的很低。 另一方面，當(dāng)引力收縮時(shí)它的密度達(dá)不到103g.cm-3量級(jí)，此時(shí)氣體的壓力正比與溫度，點(diǎn)火溫度升高導(dǎo)致壓力升高，核燃燒區(qū)就會(huì)有所膨脹，而膨脹導(dǎo)致溫度降低，因此燃燒就能穩(wěn)定的進(jìn)行，所以這兩種點(diǎn)火情況對(duì)演化進(jìn)程的影響是不同的。 恒星在發(fā)生"氦閃光"之后又怎么演變呢？閃光使大量能量的釋放很可能把恒星外層的氫氣都吹走，剩下的是氦的核心區(qū)。氦核心區(qū)因膨脹而減小了密度，以后氦就有可能在其中正常的燃燒了。氦燃燒的產(chǎn)物是碳，在氦熄火后恒星將有一個(gè)碳核心區(qū)氦外殼，由于剩下的質(zhì)量太小引力收縮已不能達(dá)到碳的點(diǎn)火溫度，于是他就結(jié)束了以氦燃燒的演化，而走向熱死亡。 由于引力塌縮與質(zhì)量有關(guān)，所以質(zhì)量不同的恒星在演化上是有差別的。 一旦停止了核燃燒，恒星必定要發(fā)生引力收縮，這是因?yàn)楹阈莾?nèi)部維持力學(xué)平衡的壓力是與它的溫度相聯(lián)系的。因此，如果恒星在一?quot;最終"的平衡位形，它必須是一個(gè)"冷的"平衡位形，即它的壓力與它的溫度無關(guān)。 主序星核心H耗盡后，離開主序是階段開始了它最后的歷程。結(jié)局主要取決于質(zhì)量。對(duì)于質(zhì)量很小的星體由于質(zhì)量小，物體內(nèi)部的自引力并不重要，固體內(nèi)部的平衡是正負(fù)離子間的凈庫侖引力于電子間的壓力來達(dá)到平衡的。 當(dāng)星體質(zhì)量在大些，直到自引力不可忽略時(shí)，這時(shí)自引力加大了內(nèi)部的密度和壓力，壓力的加大是物質(zhì)發(fā)生壓力電離，從而逐漸是固體的電約束瓦解，而過渡為等離子氣體。加大質(zhì)量，即加大密度，此時(shí)壓力于溫度無關(guān)，從而達(dá)到一種"冷的"平衡位形，等離子體內(nèi)電子的動(dòng)能一大足以在物質(zhì)內(nèi)部引起β衰變: 這里p是原子核中的質(zhì)子，這樣的反應(yīng)大致在密度達(dá)到108 g.cm-3的時(shí)候，它將逐漸地是負(fù)離子體中的原子核變?yōu)楦恢凶雍?，原子核中出現(xiàn)過多的中子，導(dǎo)致核結(jié)構(gòu)松散，當(dāng)密度超過4×1011g.cm-3是中子開始從原子核中分力出來，成為自由中子，自引力于中子間壓力達(dá)到平衡。如果當(dāng)質(zhì)量變大使中子氣體間壓力已不能抵御物質(zhì)自引力，而形成黑洞，但由于大多數(shù)恒星演化后階段使得質(zhì)量小于它的初始質(zhì)量，例如恒星風(fēng)，"氦閃光"，超新星爆發(fā)等，它們會(huì)是恒星丟失一個(gè)很大的百分比質(zhì)量，因此，恒星的終局并不是可以憑它的初始質(zhì)量來判斷的，它實(shí)際上取決于演化的進(jìn)程。那么我們可以得出這樣的結(jié)論。8→10M⊙以下的恒星最終間拋掉它的一部分或大部分質(zhì)量而變成一個(gè)白矮星。8→10M⊙以上的恒星最終將通過星核的引力塌縮而變成中子星或黑洞,也就是說，質(zhì)量在太陽1.44倍——到2兩倍的恒星，最終成為中子星，質(zhì)量在太陽兩倍以上的恒星，最終成為黑洞