超新星爆发的条件

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超新星的爆发是怎样产生的?~

超新星爆发的产生是因为什么?

大多数时候,每天我们抬头看向天空时,总是亘古不变的太阳、月亮和星辰。除了太阳和月亮以及几大行星之外,如果你不仔细看,很难能看出这些“亮点”是会缓慢移动的。似乎星空就是这样,一直不曾改变。
但事实并非如此,如果你运气好,生活在正好有超新星爆发的年代,那在超新星爆发的那些日子里,你很有可能会看到天空中一个很明显的光点,甚至在白天也能看到的清清楚楚。
在《宋史·仁宗本纪》就记载这这么一句话:

嘉祐元年三月辛未,司天监言:自至和元年五月,客星晨出东方,守天关,至是没。

其中这里的1056年4月5日到1054年7月4日,司天监观测到了一颗客星,在这里指的就是超新星。


我们现在还能看到那次超新星爆炸遗留下来的蟹状星云。


在历史上,关于超新星爆发的记载就有非常的多。不过,这些超新星爆发的位置都距离我们较远,因此,我们不能感受到它具体有多恐怖。根据目前的观测、模型和理论推算,如果太阳的位置发生一起超新星爆发,最亮时达到太阳亮度的几十亿倍都有可能。当然如果真的发生了,地球基本上也就没了。所以,超新星爆发产生的能量是惊人的,亮度常常能够比拟一个星系。那这可怕的现象到底是如何产生的呢?


超新星爆炸的原理
实际上,超新星爆炸一般分两种情况:
热核爆炸核坍缩那这两种情况是咋回事呢?
其实我们可以从“粒子”的角度来看,宇宙大爆炸之初,随着温度逐渐下降,物质粒子逐渐产生,其中氢原子和氦原子在宇宙中是最多的。宇宙中各种天体其实都是有原子构成的,尤其是各种恒星,它们主要都是氢原子和氦原子在引力的作用下聚合在一起。


这时候,我们就要注意了,一般来说原子并不会整整齐齐地排列,而是十分好动的。


由于恒星自身的质量特别大,就导致恒星内核的温度特别高,压强特别大。就拿太阳来说吧,内核的温度就达到了1500万度。这样高的温度,使得原子自身的形态都保持不住了,电子和原子核开始放飞自我,各玩各的,所以恒星内核是没有完整的原子结构的,我们把这种状态叫做:等离子态。


这个时候就会出现一个问题,恒星内部大多都是氢,所以此时恒星内部应该是氢原子核和电子的海洋。氢原子核说白了就是质子,因此,恒星内核更类似于质子和电子的海洋。而质子和质子就会有一定地概率撞到一起,当条件足够时,就有可能会发生核反应,点燃恒星,当恒星被点燃,也就进入了主序星。


要注意的是,如果我们把恒星看成一个火炉,那这个火炉的燃料就是氢原子核(质子),而残余的炉渣就是氦原子核。其中四个质子发生核反应形成一个氦原子核,这个氦原子核是由两个质子和两个中子构成的。


然后,如果恒星的质量足够大,当核心所有的燃料都烧完后,恒星会通过自身的引力给自己换个档位,在这个过程中就会发生氦闪。


说白了就是让核心温度升高,换完挡之后,燃料就成了氦原子核,而炉渣就是碳原子核和氧原子核。


如果氦也烧完了,按理说就应该开始烧碳原子核或者氧原子核。可问题时,有的时候恒星质量不够,引力产生的温度不足以让碳原子核发生核聚变,这时也就换挡失败了。但是,也不是没有转机的。像太阳系这样,只有单一恒星的系统在宇宙中是少数,更多的是双星系统甚至三星系统。


一般在双星系统中,质量更大的恒星都比较着急,烧得都比较快,当烧到碳烧不动时,就会变成一颗白矮星。接着,另外一颗恒星也会慢慢烧完氢,然后变成一颗红巨星。这时候白矮星就有可能通过引力开始吃这颗红巨星。


这一次吃,白矮星的质量就会上升,就有可能达到触发碳核聚变反应的条件,这时候燃料就是碳,而炉渣则是原子序数更大的元素,比如:氧、氖、镁、硅等。


这个过程非常快,在毫秒级就完成了,所以这就好比大规模爆炸一下,一下子就全炸了,也就是热核爆炸,恒星会把自身的物质都抛洒到太空当中,什么也不剩下,这就是Ia型超新星,这个过程也叫做碳闪。


热核爆炸属于质量中不溜时候的情况,还有一种情况是恒星自身质量超级大,它还能通过引力继续把碳点着。所以,此时燃料是碳,炉渣是各种原子序数更大的元素。接近着,引力还会继续促发原子序数更大的硅发生核聚变反应。


此时,由于内核温度实在太高,导致外层的温度也很高,于是,恒星的每个层都在发生不同的核聚变反应,炉渣也各不相同,整个恒星看起来特别臃肿。


而最终核心的炉渣主要就是铁原子核,那铁原子核还能继续核聚变么?
实际上,铁原子核是十分稳定的,要让它发生核聚变需要巨大的能量输入,而生成的能量其实比没有输入的多。所以,铁原子核很难发生核反应。
但有些恒星就是这样引力特别大,于是继续挤压内核,直到核坍缩,光子都被压到铁原子核内部,直接把铁原子核击碎,产生自由的质子和中子,质子和电子反应生成中子和中微子,同时整个内核聚会炸开,这样就是IIa型超新星。

1、大质量恒星2、形成中子星3、外层下坍的物质遇到这坚硬的“中子核”反弹引起爆炸

PS:在大质量恒星演化到晚期时,内部不能产生新的能量,巨大的引力使整个星体迅速向中心坍缩,将中心物质都压成中子状态,形成中子星。而外层下坍的物质遇到这坚硬的“中子核”反弹引起爆炸,这就是超新星爆发。当引力大得无任何其他排斥力可与之对抗时,恒星被压成一个孤立点,形成黑洞。超新星大多出现在河外星系中。 超新星爆发是最激烈的天象,其遗迹是超新星爆发的产物。恒星经历红巨星、中子星阶段后,在生命的最后阶段有时会突然发生光度突然增加数亿倍的大爆炸。形成壮丽无比的超新星景观。超新星是最壮观的一类变星,是恒星所能经历的规模最大的灾难性爆发。估计抛出质量1~10太阳质量,释放能量1040~1045焦耳。留下的残核可能是中子星,也可能全部炸毁。超新星分为两个主要类型:I 型超新星:其绝对目视星等为-14~-17等,有非氢谱,低质量,高速度(约10000千米/秒),可能由一个高度简并的核的热核爆炸产生。这类超新星在旋涡星系和椭圆星系中都有发现,属于星族Ⅱ。Ⅱ型超新星:其绝对目视星等为-12~-13.5等,有氢谱,高质量,低速度(约 5000千米/秒),发生在旋臂边缘,属于星族I。 超新星爆发是一种罕见天象,估计银河系中每隔25年到75年银河系出现一颗超新星。不过,由于银河系大部分被星际物质所遮蔽,所以观测到超新星的可能性很低,只能通过观测它们爆发后留下的遗迹加以研究。在已知的150余个超新星遗迹中,1054年超新星和船帆座超新星留下了光学上膨胀的星云状物质、射电展源、X射线展源和脉冲星4种遗迹,是最理想的超新星样品。在过去的两千年里,至少出现过七次超新星爆发,在中国历史文献中都能找到,而且最早的185年超新星和393年超新星,都只有中国的记载。1054年,中国人在金牛座天关星旁观察到一颗"客星";1572年,天文学家第谷在仙后座发现一颗超新星爆发;最近出现的是1604年开普勒在巨蛇座发现的一颗。在它们最亮时,甚至在白天也能看见。一颗超新星的亮度有时会超过一个星系的亮度。当大爆炸最终结束后,恒星的碎片抛到宇宙空间,形成超新星遗迹。典型的超新星遗迹的直径至少一光年。 因为恒星的聚变反应要吸收能量,所以在一颗恒星内部通常没有比铁更重的元素。不过,我们在上面讨论过的超新星爆发却能提供合成比铁更重的元素所需要的能量。银河系里的那些最重的金属,就是以这种方式生成的。 超新星爆发的这种激烈程度的确令人难以置信。它在几天内所倾泻的能量就像恒星在主序期的几亿年里所辐射的那样多。它的光度会增大数十亿倍,因此在几天里这颗"新"星看上去就像一个星系那样明亮。超新星吹出的气体不仅送来了丰富的重元素,而且对星系的演化起着非常重要的作用。今日地球上的重元素就是从那些早已消失的恒星的核里来的。 超新星的研究在恒星晚期演化研究中占有特殊地位,超新星集中表现了各种极端物理条件下的物态。它和元素合成、星际物质、高能天体物理的研究密切相关。

质量大于2.3但是小于8.5个太阳质量的恒星会发生超新星大爆炸,所有物质都会被炸飞;大于8.5个太阳质量的恒星会发生更大规模的爆炸,除了大部分被炸飞的物质形成的星云之外,中央会塌缩成一个新的天体,若残留的天体质量小于3个太阳质量时会成为中子星,大于3个太阳质量的话会成为黑洞。
建议具体的资料在网上的百科中查询一下,这里的讲述有限。最好是看一下维基百科。

恒星质量极大且到达聚变晚期使其内核产生铁元素以致不能维持聚变在强引力的作用下塌缩。



哪有这么简单给个提示,去搜搜"强相互作用力" 至于水,,,你没发现要生成比碳更重的元素只有超星星爆炸才能提供条件,你有兴趣知道我在告诉你


超新星爆发的条件视频

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