03.01 超新星爆炸按理說應炸得灰飛煙滅,片甲不留,可為何卻能留下一個內核成為中子星呢?

宇宙無形1


就目前已觀測到的超新星爆炸,均是灰飛煙滅,即該恆星將自己的所有物質都拋向了宇宙而徹底毀滅,沒有在超新星爆炸的位置發現理論上的“黑洞”。

超新星爆炸時會擠壓附近的星雲,是新恆星和新恆星系形成的重要推動力量。恆星根據狀態,可分為:星雲期,主序期,巨星(紅巨星,黃巨星)期,矮星(白矮星,黑矮星)期。主序期的恆星根具其體積和質量的大小可分為:褐矮星(棕矮星),黃矮星,紅矮星,藍矮星(藍巨星)。

以紅矮星之一的太陽為例,目前,太陽正在主序期階段,其核心的核聚變劇烈而穩定。聚變材料充足,足以維持其繼續在主序期五十億年以上的時間,當太陽內部的聚變材料耗盡時,主序期結束,其內部的引力,壓力,溫度等形成的平衡被打破,這時,太陽內核開始塌陷,外圍開始擴張,外圍邊緣可以到達現在的地球軌道之外,最後消散,只留下了一個密度極大的核心:白矮星,此時太陽進入白矮星階段,太陽在白矮星階段時,仍然可以依靠其自身的元素合成繼續發光和釋放能量,這個階段可持續十億年以上。這個階段結束以後,太陽徹底熄滅而進入黑矮星階段。肉眼無法繼續觀測了,也就算是徹底死亡了。太陽這樣的歷程,是宇宙中絕大多數質量小於8倍太陽質量的恆星的最終歸宿。

當恆星的質量介於8--30倍太陽之間時,由於體積和質量更大,因此,其內部的引力,壓力,溫度更高,核聚變也更加劇烈,這類恆星的壽命非常短,往往只有數億年到數千萬年左右。當其內部聚變材料耗光以後,此類恆星也會進入紅巨星(黃巨星)階段,不同於太陽的是,此類恆星的核心塌陷時,巨大的壓力可以把電子直接壓進原子核內,與原子核內的質子中和成中子。整個恆星內核幾乎由純中子組成,因此而被稱作中子星。

中子星以脈衝的方式向外釋放能量和射線,它本身也不夠穩定,隨著能量的釋放,會逐漸膨脹,電子逐漸脫離原子核,從而不斷形成重金屬元素,是宇宙中重金屬元素的來源之一。最後,能量耗光之後,中子星最後的歸宿同樣是黑矮星(即不可觀測)。

而當恆星質量超過30倍太陽質量時,其內部巨大的壓力和六十億℃以上的溫度足以使其核心內的物質處於遊離狀態,其壽命往往只有數百萬年,此類恆星通常不會進入巨星階段而是“暴斃”,即當恆星內部的各種平衡被打破的時候,就突然爆炸,即超新星爆炸,超新星爆炸時會在瞬間釋放才超級巨大的能量,毀滅半徑50光年內的一切,其釋放的巨大能量足以照亮整個銀河系。理論上超新星爆炸爆炸時內核裡的一切都被徹底壓碎而形成一個密度和質量極大的“點”,即所謂的“黑洞”。但,迄今為止,所觀測到的所有的超新星爆炸,均未在爆炸位置發現“黑洞”甚至中子星的存在,即超新星爆炸時,恆星徹底毀滅。原因不得而知。

宇宙之大,無奇不有。人類觀測宇宙的時間還很短,現在很多結果都是靠理論計算出來的,實際情況究竟如何,還需要繼續觀測認證。其最終結果,可能與理論上的計算結果相距甚遠。


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