恒星的反物质an灭

电子与通过聚变过程在恒星中产生的正电子an灭。哪种粒子相互作用会产生新的电子，从而使太阳不耗尽电子？还是有其他事情发生？

恒星中的常规聚变周期会产生副产物中微子和正电子。那些正电子会消灭恒星等离子体中已经存在的电子，以产生我们最终看到的光。这些电子如何被替换？

antimatter

— 乔什·比拉克（Josh Bilak）
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您可能会将常规聚变（发生在像太阳这样的常规恒星中）与成对产生的星相混淆，成对产生的恒星是其核心具有如此高的能量密度，以至于自发产生电子-正电子对的巨大恒星。

— antlersoft

— 乔什·比拉克

我在评论中插入了您的澄清内容。我不想删除可能的重要含义，但我认为现在应该以某种方式使案文更加清晰。随时对其进行编辑，使其准确地说出您想知道的内容。

— peterh-恢复莫妮卡

Answers:

的质子-质子链最终转换四个质子成一个氦核。4个质子的电荷由4个电子平衡，但是氦气包含2个质子（和2个中子），因此它只需要2个电子即可平衡。

正如您所指出的那样，将质子转换为中子的过程会释放出一个正电子（和一个电子中微子），并且该正电子会很快被电子歼灭。

这是主要pp链的Wikipedia页面上的图表。

因此，该过程实际上消耗了6个质子，并发射出2个质子，1个氦核，2个正电子（加上两个中微子）和2个伽马光子。正电子会2灭2个电子，释放出更多的伽马光子（通常每个2或3个，取决于正电子和电子的自旋排列）。

如果将所有内容加起来，将会看到电磁电荷平衡保持不变。

我们从4个质子开始，它们由恒星核心等离子体中附近的4个电子平衡。（我们可以忽略最终重新排放的中间氢对）。我们最终得到的氦原子核仅需要2个电子就可以达到电平衡，因此，如果其他2个电子没有被 an灭，那么恒星将积累过多的负电荷。

— 2号环
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这阐明了如何不违反电荷守恒，并为整个过程提供了更多细节，但是如果我们不断失去您提到的那对电子，那么数十亿年的燃烧之后，恒星将如何拥有电子？它们是否从中子回到质子/电子/中微子反应的循环？如果是这样，什么触发了这一点？如果没有，还有其他反应会产生电子吗？

— 乔什·比拉克

@乔什不，电子本质上是通过产生中子的过程而消耗掉的。但是，为什么会这样呢？恒星在其整个寿命中通常燃烧不到其原始氢供应量的50％。

— 下午2点

10^{26}

$10^{26}$

因此，恒星的核合成逐渐减少了宇宙中电子和质子的数量，但增加了中子的数量。当中子星形成时，整束质子+电子会迅速转换为中子（加上中微子）。在一些非常大的恒星中，高能伽马射线确实会形成电子+正电子对，但它们很快会an灭，从而产生更多的伽马，这种过程不会持续很长时间，因为这样的恒星很快会在成对不稳定的超新星中爆炸，这将完全把他们炸开。

— PM 19年

@JoshBilak我想重点是，是的，恒星正在消耗其电子，但速度与它消耗质子的速度完全相同。他们保持平衡。因此，不可能以恒星“耗尽”电子为最终结果。这样做还必须将每个质子都转换成中子，这显然不会发生。

— 奔

它们不会被替换。

普通恒星中的聚变实际上意味着许多过程，中微子最常参与这些过程：

$p + p \rightarrow D + \nu_e + e^+$
$T \rightarrow He_3 + \nu_e + e^+$

$e^- + e^+ \rightarrow 2 \gamma$

$c$

$\beta^+$ $\nu_e$

$n \rightarrow p + e + \nu_e$ $p \rightarrow n + \overline{\nu_e} + e^+$ $W^+$ $W^-$ $Z^0$

任何时候，如果产生电子，也会产生电子反中微子。重要的是，它们两者保持相同：

的轻子数（电子和电子中微子的总数，反粒子计数负）
和电荷（电子：-1，正电子：+1，质子：+1，中子：0，中微子：0）

恒星中的所有反应都遵守这些定律。

Ps恒星主要将氢融合成更重的元素。氢没有中子，所有较重的元素都有（通常，随着原子核的质子数增长，中子的比例也随之增长）。因此，长期趋势实际上是恒星中电子和质子的数量在减少，而中子的数量却在增加。没有什么可以取代它们。只有在较大的恒星（比太阳大得多）中才可能出现的最终终点是中子星，它只有很少的电子（和质子），并且恒星主要是一个大的中子球。

— peterh-恢复莫妮卡
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因此，已经存在于恒星等离子体中的电子与来自p→n +νe+ e +反应的正电子相互作用。into灭为伽马射线不会导致电子被“破坏”吗？如果这样的话，如果恒星中其他共同的反应不能提供更多的电子，那么恒星中最初来自星云的电子最终将耗尽。n→p + ve + e反应是否补充了它们？我知道这颗恒星没有违反保护法。您能澄清的不是电荷如何守恒，而是实际的电子如何保留在恒星中。

— 乔什·比拉克

@JoshBilak不，电子+正电子产生两个伽马光子。我没有在帖子中解释这个版本，但是我没有解释。是的，an灭会破坏电子，但也会破坏相同数量的正电子。恒星血浆是许多微粒的汤，正电子被电子ni灭的可能性很高（与其他反应相比）。因此，少数被创建的正电子在ni没之前几乎没有生命（可能是几纳秒左右）。但这并不重要，但是总的轻子数和总的电荷都保留在反应中。

— 彼得-恢复莫妮卡

电荷是收敛的，因为当我们详细说明所有可能的反应时，我们都找不到一个违反电荷守恒的反应。电子没有在恒星中耗尽，并不是严格的要求。严格的要求是电荷和轻子数均要守恒。电子之所以保留，仅仅是因为它是遵守守恒定律的唯一途径。但是有一个例外：恒星有一种消灭（几乎）所有电子的方法：如果它们“将”质子“结合”成中子。这也摧毁了（几乎）所有

— peterh-恢复莫妮卡

质子（并产生如此大量的中微子，我们可以在数十亿光年之外发现它）。请注意，正如我在帖子中所写，实际反应更加复杂，只有最终结果是电子+质子->中子+中微子！这发生在超新星爆炸中。结果是质子和电子的汤变成了中子的中性球。那就是中子星。我们可以看到的最后一个发生在1987年（对我们来说，实际上发生在几千年前）。

— 彼得-恢复莫妮卡

太阳太少了，无法成为中子星，但是更大的恒星可以。问题是中子的质量比质子大一点，因此太多的中子不喜欢在恒星中一起存在。游离中子衰变为质子+电子+中微子，半衰期约为20分钟，在一些富含中子的核中，它们可以存在更长的时间（例如，tri具有1个质子和2个中子，衰变具有12年的半衰期），但是只有核过程不能产生太多中子。只有在某些东西“压缩”质子的情况下

— 才能产生中子星-peterh-恢复莫妮卡

我从其他答案中窃取了一些信息，只是为了在此阐明要点。接下来的事情并不完全是如何发生的，而应阐明电子和正电子是如何平衡的。

答案的关键在于反应的这一部分：两个氢原子变成一个氢原子。氢原子由一个电子，一个质子和零个或多个中子组成。现在，在这一步骤中，一个氢原子中的质子翻转成中子，发射出一个正电子，该正电子又可以消灭所述氢原子的电子。因此产生氢原子（具有一个质子，一个中子和一个电子）和两个伽马射线。

— Tuomas
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