王老师
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氢聚变的产物--氦组成 .氦又是另一不同聚变反应的燃料,反应后形成碳和氧,并继续释放出大量的能量.然而, 这 种反应需具备更高的核心温度,这个条件直到氢聚变的末尾才会出现.恒星由氢供给燃料过 渡到由氦供给燃料的转变时间极短,氢一经耗尽氦核反应立即开始.随之,这颗恒星的外貌显著改变.氦聚变比以往的氢核反应产生的能量更多,重力与新热能输出之间的平衡使恒星达到一个新的稳定体积.这时恒星变成 了庞大的巨星.虽然它产生的能量比主序阶段要多的多,但这时有了庞大的恒星表面会把热量辐射出去. 这就出现了令人惊奇的事,尽管恒星核反应更加剧烈,但恒星的表面温度却凉下来.尽管表面温度相对很低,但红巨星却极为明亮,因为它们的体积巨大.肉眼能看到的最亮的星有许多是红巨星,如参宿四、毕宿五、大角、心宿二等. 红巨星 50亿年后的太阳也会变成为一颗红巨星. 红巨星氦核聚变的原子产物包括碳、氮和氧.这些元素在氦燃料贮藏耗尽后将会变成新的恒星燃料.实际上这种由轻核聚变为重核的反应在恒星一生的演化过程中相互衔接,相继出现.先由氢聚变为氦,然后再由氦聚变为碳、氮和氧,以此类推产生越来越重的元素.为了克服更重元素对聚合的顽抗,每个后继阶段都需要比前一阶段甚至更高的恒星核心温度.这依次更高的温度使核燃烧过程逐级加速,所以每个后继阶段所存在的时间就越来越短. 当恒星成长为红巨星,热核反应的速率也不可逆转的衰退.对于离开主序的时候质量在1~8个太阳质量之间的恒星,由于外壳的重量不足以使它的核受到充分的压缩、提高温度,所以巨星的碳－氧核不再发生热核反应.但是核的周围却仍然活跃.核外的氢层和氦层会先后燃烧,这样将热核反应一步一步地延伸到外壳.这种不连续反应所产生的能量仅能断断续续地支撑外层的重量.这使得恒星开始脉动.这种状态会持续数千年.在恒星脉动的过程中,它会不断的向其周围喷射物质,直至最后外层物质全部脱落,只剩下一个裸露的碳－氧核.那些被抛出的物质——灰烬,会形成一个行星状星云,而萎缩的残骸则会变成白矮星.白矮星是中等质量恒星演化的终点.其半径跟质量成反比,质量越大,半径就越小.由于没有热核反应来提供能量,白矮星在发出辐射的同时,必然也在迅速的冷却.但是要等他完全的冷却下来成为一颗黑矮星却要经历数十亿年的时间. 这里聚集了很多的白矮星. 对于那些离开主序的时候大于8个太阳质量的恒星来说,它们的热核反应可以一路顺畅的进行下去.其核心最后形成一个铁核.在耗尽能源的最后时刻,引力坍缩便会立即开始.然而此时已不可能出现新的聚变反应来抗拒坍缩以恢复恒星内外压力的平衡.在巨大的压力下,质子和电子被挤压到一起形成中子,同时释放出数以万亿的中微子.坍缩的结果就是恒星的所有质量都集中在一个30千米直径的球体之中!其密度可想而知.恒星的外层物质随着坍缩同样以很高的速度朝向核心运动,它们同固态的中子核发生猛烈的碰撞,这种碰撞使物质达到极高的温度.高温高雅的环境使得恒星外层大气中的氢和较轻的气体产生聚合反应.这样便发生了猛烈的聚合爆发,爆发所持续的时间只有短短的1秒钟,这颗超新星在转瞬间其亮度剧变到1000亿颗恒星那样明亮!
