参宿四——巨大的恒星如何走向死亡?恒星的内部正经历一场战斗!

在宇宙的某个地方,一颗巨大的恒星走向死亡,创造了宇宙中巨大的爆炸,叫做超新星。

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超新星

所有的恒星都会死亡,但巨大的恒星会以超新星结束。我们认为第一颗超新星,它的质量至少是太阳的8倍。

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太阳是巨大的天体,但是和宇宙中的巨星比起来实在是太小了。我们可以肉眼看到这些巨大的恒星。


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参宿四猎户座α星

参宿四是夜空中第10亮的红超巨星,质量约为太阳的15倍。如果它在太阳的位置,将是木星轨道的大小。虽然参宿四的年龄还不到1000万年,但这颗巨星的日子已经不多了。当它爆炸的时候,我们会在夜空看到,这将持续一个月的时间,直到亮度几乎像满月一样。


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从它诞生到死去,一颗恒星的生命是一场持久的战斗。

重力向内拉而能量向外推,恒星内部正在把无数的原子核融合在一起。一颗巨大的恒星每秒融合75亿吨氢。这样的能量相当于每秒1000亿颗原子弹,有随时把恒星炸开的危险。完全依靠恒星自身巨大的引力把它们结合在一起。

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恒星内部

这两种力量之间的战斗决定了恒星的生死,恒星的质量越大,氢就会消耗的越快。能量向外推动的程度就越大,越难以保持平衡。像参宿四这样的大质量恒星是较轻元素融合成较重元素的巨型工厂。但这项工作在恒星生命90%的末期才开始。

氢被熔化成氦,最后氢开始耗尽。在一颗巨星的核心,有一个从较轻的元素到较重的元素聚变过程。每一步都变得越来越快。引力的向内推动,核心温度开始升高。

氦开始聚变成碳,这个过程可以维持一百万年。碳聚变成氖,需要一千年。氖聚变成硅,需要一年。硅聚变成铁,只需要一天。一旦铁的生产开始,这颗恒星就到了垂死的末期。一个巨大的铁球形成了垂死恒星的核心,有几千公里宽和数十亿度的高温。

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恒星核心的巨大铁球

这种极热的温度是由聚变引起的,铁将不再继续聚变,不再产生能量。不断增长的铁心,吸收越来越多的能量,这将导致没有聚变的能量对抗重力。


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坍缩后爆炸形成美丽的超新星

突然之间,核心迅速坍缩,一切被压碎到难以想象的程度。


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