第68章 参宿七 (4/5)

\\text{ne}^{20}

\\rightarrow

\\text{mg}^{24}

+

\\text{si}^{28}

+

\\gamma

这个核燃烧阶梯会一直持续下去，直到核心形成铁核。铁的核聚变需要吸收能量而不是释放能量，所以当核心质量达到钱德拉塞卡极限（1.4倍太阳质量）时，一切都结束了。

3.

核心坍缩：超新星爆发的导火索

一旦铁核质量超过钱德拉塞卡极限，核心会在几毫秒内坍缩：

电子被压入原子核，与质子结合形成中子：$$p^+

+

e^-

\\rightarrow

n

+

u_e$$

核心密度从太阳核心的150克\/立方厘米，骤增至10^14克\/立方厘米（相当于原子核的密度）；

坍缩产生的反弹冲击波向外传播，将恒星外层物质以1万公里\/秒的速度抛射出去。

这就是2型超新星爆发——参宿七的最终命运。

二、超新星爆发：宇宙中最壮观的烟火表演

参宿七的超新星爆发，将是宇宙中最亮的天体事件之一。让我们用时间轴来还原这场宇宙烟花：

1.

爆发前夕：不稳定的

在爆发前几个月，参宿七会经历剧烈的脉动：亮度变化幅度从平时的3%扩大到50%，表面温度从k降到8000k，呈现出诡异的现象。

哈勃望远镜的观测显示，参宿七的大气层已经开始——恒星风突然加速到3000公里\/秒，大量物质被抛射出去，形成一个直径约1光年的前驱壳层。

2.

爆发瞬间：10^28颗氢弹同时爆炸

超新星爆发的总能量约为10^46焦耳，相当于：

10^28颗氢弹同时爆炸；

太阳一生释放能量的100倍；

整个银河系所有恒星亮度的100倍。

爆发的峰值亮度将达到-15等——比满月亮100倍，比金星亮1000倍，能在白天用肉眼看到。爆炸的光芒将在3小时内传到地球（光速30万公里\/秒，距离860光年）。

3.

爆发遗迹：蟹状星云的

爆发后，参宿七的外层物质被抛射出去，形成一个超新星遗迹：

壳层结构：抛射物质以不同速度向外扩散，形成多层壳状结构；

冲击波加热：冲击波与周围的星际介质碰撞，温度升至1000万k，发出强烈的x射线和无线电波；

重元素扩散：爆炸将核心合成的重元素（碳、氧、铁等）抛入星际空间，成为新一代恒星的建筑材料。

三、对宇宙的贡献：宇宙元素的炼金师

参宿七的超新星爆发，不仅仅是恒星的死亡，更是宇宙元素循环的关键环节。它将的重元素扩散到星际介质中，为新恒星和行星的诞生提供原料。

1.

重元素合成：从碳到铀的宇宙工厂

在大质量恒星的核心，通过一系列核反应，可以合成从碳到铀的各种元素：

碳、氧：来自氦燃烧和碳燃烧；

硅、硫：来自氧燃烧和硅燃烧；

铁族元素：来自硅燃烧的最后阶段；

重元素：来自中子俘获过程（r-过程和s-过程）。