
天文学家发现大质量恒星内部的氖,能够“吃掉”耗费中心中的电子,这一进程被称为电子抓获,这一进程会导致恒星坍缩成中子星并发作超新星。科学家感兴趣的是:研讨质量范围在8到10个太阳质量范围内的恒星终究命运。这个质量范围很重要,因为它包含恒星是具有足够大的质量以阅历超新星爆破构成中子星,仍是具有较小质量以构成白矮星而不会成为超新星之间的边界。
一颗8到10个太阳质量的恒星一般构成一个由氧、镁和氖组成的中心。中心含有丰厚的电子简并,这在某种程度上预示着在一个高密度中心中有丰厚的电子,其能量足以保持中心免受重力的影响。一旦中心密度足够高,电子就会被镁耗费,然后被氖“吃掉”耗费,这也是在恒星中心内部发现的。曩昔的研讨现已证明,一旦中心质量增长到挨近钱德拉塞卡尔的极限质量,镁和氖就会开端吞吃电子,这样的一个进程被称为电子捕获。
图示:艺术形象图展现了一条幻想中的氖足球鱼是怎么蚕食星恒星中心内的电子
但关于电子捕获是否会导致中子星的构成,一向存在争议。一个由多组织组成的研讨小组,研讨了一颗8.4倍太阳质量的恒星演化进程,并对其进行了计算机模仿,以找到答案。研讨运用最新密度相关和温度相关的电子捕获率数据,模仿了恒星中心的演化,这是由电子简并对恒星本身引力压力的“抵抗”。因为镁和主要是氖吃掉了电子,电子数量削减,中心敏捷缩小。
电子抓获也释放出热量,当堆芯中心密度超越10^10g/cm^3时,堆芯中的氧开端焚烧堆芯中心区域的物质,使它们变成铁、镍等铁族核。温度变得如此之高,以至于质子自在逃逸,然后电子变得更简单被自在质子和铁基原子核抓获,密度如此之高,以至于中心崩塌而不会发作热核爆破。在新的电子捕获速率下,发现氧焚烧发作在略微违背中心的方位。但是,崩塌构成了一颗中子星,并导致了超新星爆破,标明可能会发作电子抓获超新星。
图示:蟹状星云,1054年超新星的遗址(SN1054;由我国、阿拉伯等古代天文学家观测到;Nomoto等人(1982)提出SN1054可能是由一颗初始质量约为太阳九倍的恒星电子抓获超新星构成
在必定质量范围内,具有8到10个太阳质量的恒星,会因为恒星风质量的丢失而构成由氧、镁、氖组成的白矮星。另一方面,假如恒星风的质量丢失很小,恒星就会阅历电子抓获超新星,就像上述在模仿中发现的那样。研讨小组以为,电子捕获超新星能够解说1054年记载构成蟹状星云的超新星性质,其研讨成果宣布在《天体物理学》期刊上。
图示:(A)星核含有氧、氖和镁,一旦中心密度变得足够高;(B)镁和氖就开端吞噬电子并导致恒星崩塌;(C)然后氧气焚烧被点着,并发作铁基原子核和自在质子,它们吞噬渐渐的变多的电子,以促进中心的进一步崩塌;(D)最终,外层成超新星爆破,崩塌的中心成为中子星。
博科园|研讨/来自:东京大学
参阅期刊《天体物理学》
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