Daily Archives: 2012年8月18日

氦闪

学院群里有老师贴了一个死亡恒星的最后形态,像一个爆炸过程。我想到一个概念叫氦闪,大概是太阳将来会发生的一件事,可是具体记不太清了,于是上网查了一下。

原来,恒星的命运都是在一个“相图”上面的轨迹。这个“相图”叫做Hertzsprung–Russell diagram。纵坐标是照度,横坐标是色温(?)。太阳的命运在H-R图上跑的轨迹大概如下:

Hertzsprung-Russell diagram

太阳命运在Hertzsprung-Russell diagram上的轨迹

太阳的核聚变反应目前是氢变成氦,温度是不断升高的。温度升高,压力也会升高,不得不膨胀,所以太阳会变成红巨星。等氢消耗尽了,“蒸气顶不住锅盖”,太阳就要缩小,密度增大到一定程度,变成“简并态物质”。这时除了热压力之外还有简并态压力,后者只跟密度有关。当简并压力远大于热压力时,总压力主要就是简并压力。这时体系温度不断增大,总压力却不见增加,因此不膨胀,温度没法降回来,因此就把原来氢聚变生成的氦“点燃”了,发生氦的聚变。这个热失稳过程导致的突然释能,只有几秒,能量是原来的一兆倍,九大行星被这一圈能量扫一遍,啥都烧光了。

核闪之后太阳就继续靠氦的聚变维持,最后变成碳之后就没办法再发生聚变了,变成白矮星——一颗巨型的金钢石。

以上是我自己随便上网看看之后瞎扯的。我不是天体物理专业的。

以下是一个视频,一开始的片断就模拟了氢闪。

这是一个更完整的过程: