太阳是我们这个星系的核心 , 通过内部的核聚变向外释放着光和热 , 地球围绕着这个核心进行周期性地公转 , 形成了四季之分 , 同时也无时无刻不在接收着太阳辐射的能量 , 推动自身的发展以及生命的演化 。 太阳系内的八大行星在绕太阳运转 , 其旋转产生的离心力与太阳和行星之间的万有引力相平衡 , 从而维持着轨道的稳定 , 保证行星不被太阳吸入 , 也不会在转动的过程中被甩出太阳系 。 那么 , 我们现在脑洞大开一下 , 假如有一颗和太阳体积差不多的冰球与太阳相撞 , 会发生什么呢?
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恒星内部的核聚变
以太阳为例 , 其内部产生核聚变 , 建立在其形成过程中 , 不断从周围吸收星际物质的基础之上 。 当吸聚的物质达到一定程度之后 , 在自身重力的作用下 , 中心位置会不断地发生物质的塌缩 , 温度和压力持续升高 , 一方面使得组成物质原子的运动速率不断加快 , 动能增加;另一方面组成物质原子之间的距离不断缩短 。 高温高压的条件 , 将使组成物质原子核以外的电子挣脱原子核的束缚 , 从而发生电离现象 , 形成自由电子和带正电的离子 。 而氢元素只有一个核外电子 , 发生电离的条件在所有元素中是最容易的 。
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这种情况发生以后 , 氢元素原子在内部变成了只剩下原子核(一个质子)的状态 , 一旦温度达到1000万摄氏度 , 那么两个质子的热运动剧烈程度将会使它们之间的距离进一步缩小 , 从而强力开始起到至关重要的作用 , 强力使得互相靠近的质子发生碰撞 , 结合形成由双质子构成的氦2核 , 同时释放一个正电子、一个中微子 , 不过氦2核很不稳定 , 很快就会衰变为氘 , 释放出两个光子 。 太阳内部的核聚变就此拉开帷幕 , 不过这只是链式反应的第一步 。
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接下来 , 聚合形成的氘 , 在温度继续上升过程中 , 在强力的作用下会与另外一个质子进行结合 , 形成氦3核 , 释放一个光子 。 然后 , 两个氦3核在强力作用下继续发生碰撞 , 形成具有两个质子和两个中子的氦原子核 , 释放两个质子 。 被释放出的两个质子继续参加上述聚变的过程 。 此时 , 一个完整独立的核聚变链式反应完成了 , 总的结果就是四个氢原子最终聚合为一个氦原子 , 释放两个正电子、两个中微子和两个光子 。 正电子在产生之后会迅速与电离的自由电子发生湮灭 , 释放两个光子 。
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恒星的质量不同 , 核心处的温度会有所差别 , 最终能够达到不同元素核聚变的能力也不一样 。 恒星的质量越大 , 其内核温度就会越高 , 最终聚变的产物也会越复杂 , 从氢到氦 , 从氦到碳 , 再到氮、氧、硅等 , 由于铁元素的结合能最高 , 其发生核聚变时所需要的能量要比释放的能量要多 , 因此恒星内部的核聚变一直到铁就到头了 。
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恒星的碰撞
在银河系中不乏恒星相碰撞的案例 , 虽然我们还没有通过天文望远镜捕捉到这样的盛况 , 但是却可以通过实验模拟的方式得知两颗恒星相撞时所发生的现象 。
如果两颗恒星由于各方原因 , 距离越来越近 , 一旦二者共同旋转时产生的离心力 , 不足以支撑万有引力作用时 , 就会发生互相跌落的状况 。
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在碰撞前 , 两颗恒星一般都会互相高速绕转 , 巨大的引力势能转化为动能 , 越靠近环绕速度越快 , 同时释放越来越多的引力波 。
当碰撞发生时 , 在两颗恒星的接触面的垂直方向产生一个强大的冲击波面 , 一部分恒星组成物质就会沿着碰撞的方向抛出去 , 同时原本独立存在的磁场在此过程中也会互相交织 , 从而释放大量的磁能 , 很多气体物质也被抛出去 。
当两颗恒星的总质量不太大时 , 那么这些被抛出去的物质 , 会在恒星引力的作用下 , 很大一部分就又重新被吸入恒星内部 , 从而两颗恒星最终会聚合在一起 , 经过一段时间的反复震荡以后慢慢趋于稳定 。
假如两颗恒星的总质量很大 , 比如达到太阳质量的1.4倍以上时 , 就会直接引发超新星爆发 , 最后形成中子星 。
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