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66661周前
洞究竟是怎么形成的?恒星的宿命又有哪些不同的结局?今天就一镜到底,看看它们是怎么一步步滑向彻底失控的引力深渊。 要真正搞懂黑洞的来历,还得从一颗恒星的衰竭说起。恒星能够稳定存在,归根结底其实是两股力量在较劲。一边是核心持续发生的热核聚变,释放出源源不断的能量,撑起恒星的物质向外膨胀。另一边则是恒星自身巨大的质量带来的引力,不停拉扯着物质向核心方向坍缩。这两股力量相互对抗,达到均衡后,恒星才能维持一个相对稳定的体积和亮度。 这种稳定的平衡状态会一直存在吗?当然不会。恒星的聚变反应反应通常会经历多个阶段。首先燃烧氢元素聚变成氦元素,随后在核心温度的持续升高下,恒星逐级燃烧更重元素,直至在恒星核心形成铁元素便无法继续进行聚变反应。 为什么铁这么不配合?原因就在于铁原子核结构极为稳定,聚变反应无法再从铁核中释放出能量,于是恒星的能源供应直接被掐断。但只有质量至少达到太阳8倍以上的大质量恒星才能顺利进行到燃烧铁的这一步。 一旦核心的聚变反应停止,原本用来支撑恒星的内部推力会瞬间消失,引力立马成为唯一的主角。恒星内核在极短的时间内经历一场猛烈的引力坍缩,原本直径几千公里的内核,短短几秒内就会被压缩到仅有十几公里大小,密度瞬间跃升几十万倍,形成一个超致密的核心结构。 而伴随着核心坍缩,外层物质也随即失去平衡,向核心区域迅速崩塌。这些元素并非杂乱无序,而是按照恒星此前聚变的顺序层层排列。这些层次分明的恒星年轮,此刻却因失去热压支撑纷纷坠向刚刚坍缩完成的核心。 是不是继续这样坍缩就成了黑洞了?事情可没那么简单。此时恒星内核的密度已接近中子星,强大的量子效应形成强烈排斥力,使得坍缩的外层物质在撞击核心后猛烈反弹,瞬间激发出一道向外扩张的冲击波。 你可能会想,这时的聚变推力既然已经消失了,引力又这么强,就算这个冲击波再怎么反弹也撑不住整个恒星的结构。你这反应可真是踩到点儿上了。事实上,这道冲击波在向外扩张的过程中确实会迅速衰减,很难独自冲破恒星致密的外壳。 但你可能不知道,这时还有另一股力量正在介入,那就是中微子。在恒星核心坍缩的极短的瞬间,大量中微子从炽热致密的核心区域四散逃逸出去。尽管中微子极难与物质相互作用,但在冲击波前沿极高的密度条件下,一部分中微子仍会把自己的能量沉积下来。 这股关键的加热作用给濒临停滞的冲击波重新注入动力,让它再次焕发活力。在中微子与冲击波的合力作用下,恒星外
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