题目

大质量恒星在聚变出铁之后多长时间爆炸?
大质量恒星在生命末期,聚变出铁之后会超新星爆炸,那么在恒星的核心,是一聚变出铁之后立刻爆炸,还是在核心的铁到达一定的质量之后才开始爆炸?如果是到达一定质量之后才会爆炸,那这个质量大约是多少?

提问时间：2020-11-12

答案

大质量的恒心的核心,其本身的质量就已经决定它在最后阶段只要不能阻止塌缩就会在短时间内发生爆炸的.会爆炸是因为大质量恒心的核心已经没有因为没有能提供大量能量的聚变过程来对抗恒星因自身的质量所引起的塌缩.一般来说,大质量恒星最后的聚变都是硅和硫通过α作用进行聚变,进而生成镍–56,镍–56再短时间内衰变为铁-56.无论镍–56还是铁-56,再继续聚变都是消耗能量的过程,而不是释放能量的.
当大质量恒星的核心只剩下硅和硫元素之后,他将继续收缩直到核心的温度高达27至35亿K；硅的燃烧点温度.通过一系列的聚变：硅–28 → 硫–32 → 氩–36 → 钙–40 → 钛–44 → 铬–48 → 铁–52 → 镍–56.当硅在长达一天的燃烧序列结束时,恒星不再能进行核融合将质量转换成能量来,因为56个核子的同位素是所有进行α作用序列的元素中,每个核子（质子和中子）质量最低的组合.恒星在燃料耗尽的几分钟内就会开始收缩,收缩产生的重力势能将核心的温度提升至5兆K,虽然这能延迟恒星的塌缩,但因为已经没有新的热能够经由燃料的融合产生,因此在几秒钟内塌缩就会发生.这时就会发生超新星爆炸.