铁心灾变

铁心灾变

大质量恒星（质量大于十倍太阳质量，下同），燃烧速度非常快，在原始恒星形成，氢聚变开始后，只需百万年的时间，氢便燃烧完了。而0.5倍太阳质量的恒星，则可以燃烧近1000亿年。

在恒星初期，内部中心的氢在高温高压的情况下，率先点燃（氢的起始聚变温度只有几百万度），通过碳氮循环进行核聚变向外辐射能量（小质量恒星以质子—质子链反应为主）。

恒星物质的燃烧，是由低燃点物质向高燃点物质逐步递进。氢燃烧完以后，在恒星中心形成一个以氦为主的致密蒸汽球，它便要引力收缩，这是一个起关键作用的因素。一个核燃烧阶段的结束，表明恒星内各处温度都已低于在该处引起点火所需要的温度，引力收缩将使恒星内各处的温度升高，这实际上是寻找下一次核点火所需要的温度，在温度进一步升高，压力进一步增大以后，氦聚变开始（它的聚变温度将是1亿度）。氦聚变为碳，当中心形成碳和氧球后，碳和氧又聚变为硅……以此类推，物质从低质量物质不断聚变为高质量物质，这些反应一个比一个推进的快，最后，当一颗大质量恒星进入演化末期，中心区域完全被铁蒸汽取代以后，整个恒星内部，物质分布便形成一层一层同心圆的模式:最里面是铁，最外面是原始氢氦的混合物。

恒星之所以能维持平衡，既不因自身巨大的引力而无限的坍缩，也不会因巨大的的高温蒸汽气压而分崩离析，就是因为引力和压力的平衡：当气体被重力拉着超越了平衡点后，气体的压力随之升高，又将气体推开；当气体物质膨胀远离平衡点后，气压降低，重力反过来占了上风。

但当大质量恒星的中心成为铁核心后，问题出来了：铁原子核将会捕捉被高温电离的自由电子，而电子却是维持气压的重要粒子。于是铁原子核吸收电子而收缩。质量的增加，导致引力增长超过了气压力。于是，在铁原子核的不断收缩下，当铁核心质量超过了1.5倍的太阳质量后，铁核心将因超强的引力而坍缩，成为一颗中子星，而在远远不及一秒钟的时间内，这一过程将释放出极为大量的能量（它的威力超过了引力收缩），从而导致超新星爆发。这样，一颗大质量恒星就以中子星为结局，完成了它的生命旅程。不过，当这颗大质量恒星足够大，它剩余的质量足够多，就会导致另一种天体的诞生——黑洞。