在超新星爆炸之后,为什么物质在内核中保持坍塌?


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超新星爆炸后,恒星可能会变成白矮星,中子星,黑洞,或者仅仅是恒星的尘埃和气体。

除了后一种情况,在物质爆炸并散布在太空中之后,恒星的核心物质为何以及如何保持塌陷?


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这是另一种方式。崩溃首先发生在爆炸之后。支柱的核心基本上会塌陷,而外部会掉进去以填充空隙,变得非常热(部分是由于塌陷的核心散发出来的能量散发出来的能量,部分是由于其自身的掉落造成的)并爆炸性地融合。
史蒂夫·林顿

史蒂夫,这就是问题所在。爆炸之后,中子星或黑色整体可能留在原地。为什么爆炸在如此稠密的物体中保持坍塌后剩下的物质呢?也许新星爆炸只将坍缩的恒星的一部分排出?
Riccardo

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@uhoh我的意思是灰尘和气体
Riccardo

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@riccardo完全是这样。爆炸发生在恒星坍塌的核心周围,向外吹散了外层,但在某些情况下却保持了原状
Steve Linton

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WRT有一个黑洞,因为-显然!-引力使逃逸速度超过光速。因此,任何事情都不可能逃脱。对于中子星来说,极端情况要少一些。
jamesqf

Answers:


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为了“炸毁某物”,您需要释放的能量要大于其结合能,需要捕获该能量以使其无法以其他方式逸出。

在核心崩溃超新星的中心有10公里的半径,1.4M的(几乎)中子球。其引力结合能是GM2/R=5×1046 J.

这几乎恰好是由更大尺寸的核坍缩释放出多少能量(即,超新星的能量首先是引力),并且由于其中一些能量进入了使铁核解离并形成中子的过程(两者都是吸热的)过程),其余大部分以中微子的形式逸​​出,那么就没有足够的能量来解开核心。只有这种能量的一小部分(1%)被转移到信封星原,它因为它有一个更大的半径(由至少5个数量级)的,足以克服其引力束缚能和他妈的进入太空。

Ia型超新星(爆炸的白矮星)的情况大不相同。在这里,能量的来源不是重力崩溃,而是构成白矮星的所有碳和氧的热核爆炸形成铁峰元素。这种放热过程迅速释放出足够的能量以解开原始恒星(例如,参见此处)并被完全摧毁。


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很有用!谢谢!
里卡多

“这几乎完全是由更大尺寸的核坍缩所释放的能量(即,超新星的能量首先是引力),并且由于其中一些能量进入了使铁原子核解离并形成中子(两者都吸热过程),其余大部分以中微子的形式逸​​出,那么就没有足够的能量来解开核心。” 那么,几秒钟内将几乎整个外壳熔化成镍56所释放的能量不算在内吗?
肖恩

@Sean核心坍缩超新星并不会发生这种情况,弹出的包层主要是氢和氦。核心在塌陷时已经是铁峰元素的形式。超出核心的任何(有限的)融合都不会对核心产生任何影响,因为它在塌陷过程中会与包络完全分离。与巨大的中微子通量所沉积的能量(以某种方式)相比,包膜中的任何聚变在能量上都是微不足道的。
罗布·杰弗里斯

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上述解释所缺少的是,实际上发生了什么,可导致任何形式的爆炸。

我将从xkcd窃取帮助:

https://what-if.xkcd.com/73/

这是马克斯·普朗克研究所(Max Planck Institute)的一篇文章,深入讨论了中微子方面的性质:

https://www.mpg.de/11368641/neutrinos-supernovae

最终,当恒星进入垂死的时刻时,它开始发出中微子。很多中微子...有很多能量。现在,我确定您在考虑“这会怎么做……他们什么都不会占很大”。但这实际上就像是被蚂蚁掩埋在一个足球场中...有太多的中微子堆积了如此多的能量,以至于它们实际上使恒星的外层物质被向外吹出了足够大的能量,使它远离了重力好剩下的事情了。

啊...但是还剩下什么呢?因为靠近中心,重力井最深,而且靠近中心的任何粒子(原子核/中子)都被中微子在各个方向几乎相等地轰炸...因此总动量实际上抵消为零。有些事情有些移动了……但是又回到了非常深的重力井中。

我敢肯定这是一个景象……至少在您被中微子(以及其他所有能量)蒸发之前的那一刻。


像国际空间站这样的人能够生存多近这种爆炸?遥控卫星或其他没有载人的车辆怎么办?
db

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@db:大约50至100光年:Earthsky.org/astronomy-essentials/supernove-distance 这是针对地球的,大气和C可以提供一些保护。
jamesqf

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“总动量抵消为零”。这不是压力的作用方式。中微子引起的压力在中心处最高。
罗布·杰弗里斯

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@IlmariKaronen 超新星残余的核心内部的压力梯度也远高于恒星中其他任何地方。
罗布·杰弗里斯

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@IlmariKaronen但是根据定义,当然是正好为零。
罗布·杰弗里斯

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在NASA网站上找到答案

坍塌发生得如此之快,以至于产生巨大的冲击波,使恒星的外部爆炸!

这意味着核心以某种方式幸免于难


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这不是在乞求问题吗?(按术语的原始含义)。“物质在核心处保持坍塌,因为……冲击波导致外部零件爆炸”并没有真正解释任何东西。答案的关键部分丢失在末尾的“某种程度上”。请详细说明“某种程度上”是什么吗?
SusanW

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超新星爆炸后,该事件可能会留下一个紧凑的物体,如中子星或黑洞。该对象仍可以积聚诸如回落积聚或其伴星所产生的材料。如果物体是中子星,它可能会进一步坍塌成黑洞。


这就是问题所在 !核心如何在这样的爆炸中生存下来,这种爆炸会在11个光年内散布物质?那就是蟹状星云的大小
。...– Riccardo

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我认为原始问题的重点是如何发生而不是那样。
卡尔·威索夫特

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@Riccardo在太空中,一旦您将物质散布到其自身引力不会将其拉回的位置,它将继续前进。如果等待足够长的时间,它将持续11、1100或11000光年。
史蒂夫·林顿

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正确!我愚蠢地以为事情会随着它在地球上发生而停止扩展:-)
Riccardo

@Riccardo:重力。 中子星有很多
肖恩


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在一颗恒星中,有两个通常彼此平衡的相反力。重力是一种导致坍塌的力,而来自内部聚变反应的辐射压力则阻止了坍塌的趋势。太阳般的小型恒星在用尽大部分氢燃料后,将开始“燃烧”氦气,并成为红色巨人。当氦耗尽时,它们将在新星中吹出它们的外层并坍塌,形成一个与地球大小差不多的白矮星。这些白矮星异常密集且笨重,因为原始恒星的大部分质量都被压缩为相对较小的体积。进一步的坍塌被称为电子简并压力的力所抵抗。

比太阳大得多的恒星将继续在氦气以外的元素上进行融合,从而形成一层层依次较重的元素,直到达到铁为止。铁以外元素的融合需要输入能量而不产生任何能量,核大火熄灭,因此辐射压力不足以支撑恒星外层坍塌,从而产生超新星爆炸。电子简并压力不足以防止比小得多的恒星发生更大的坍塌。根据坍缩恒星的质量,这将导致中子星的形成,这就像一个巨大的原子核,密度令人难以置信,横跨6英里,但质量相当于我们的几颗太阳,否则它将进一步崩溃,形成黑洞奇点,物质进入一种未被科学完全理解的状态。顺便说一下,我们的太阳直径为860,000英里。


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这根本解决不了这个问题。
罗布·杰弗里斯

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由于这些超新星残余物具有巨大的引力场,物质保持坍塌。我以为这很明显。
迈克尔·沃尔斯比
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