為什麼有的恆星超新星爆發會炸個精光,有的不是
如圖所示,恆星已經進入壽命晚期,恆星中心已經形成鐵核。鐵元素繼續核聚變,已經不能放熱,只能吸熱。這意味着鐵核內部只能通過重力收縮或壓縮獲得重力勢能,從而加熱鐵核。鐵核被加熱到一定水平,也就具備了核聚變的溫度條件了。
鐵核及之後的元素無論怎樣核聚變都是吸熱反應,都是吸收重力收縮的引力勢能。這意味着鐵核無論如何,都不具備熱力膨脹的可能性。只能繼續收縮,溫度繼續提高,繼續收縮,溫度繼續提高,如此循環。很快,鐵核區域縮小到白矮星的密度水平,此時鐵元素已經聚變成更重的其它元素。
加上外力擠壓,電子簡併力不足以抵抗強大的壓力,必然會進一步收縮,收縮成為中子星那樣的密度。
鐵核之外的元素層次,會發生激烈的核聚變反應,迅速開啟超新星爆發行動。除了鐵核,甚至鐵核之外的鈣層在聚變成鐵元素之後,最裡面的一部分也會沉寂下來,與鐵核物質彙集。剩餘的所有物質都會以激波的形式,逐漸以極高的速度拋射出去。此過程伴隨着極強的光輻射,這就是我們遠處看到的超新星爆發。
恆星晚期如果沒能形成鐵核,或在形成鐵核之前,就發生了超新星爆發。這樣的超新星爆發會比較徹底,恆星物質會分層次的,以高速激波的形式噴射出去,中心幾乎沒有剩餘物質。把自己炸了個精光。
恆星質量如果特別大,在超新星爆發的時候,恆星的鐵核中心區域形成中子星密度物質後,強大的中子簡併力還不足以抗衡強大的重力擠壓。也就是強大強相互作用力不足以抗衡強大的重力時,中子會被壓碎或進一步壓縮,恆星中心區域物質會進一步收縮,引力進一步強大。物質收縮到夸克物質密度水平,夸克的抗擠壓能力應該比中子強大,不知道能強大多少。達到夸克密度的時候,就已經處於黑洞門檻了,甚至已經可以說是黑洞了。此時就難以想象了。