惨烈！有些恒星会以爆炸形式结束生命

图为蟹状星云。它的最终命运可能如文章所述。

新浪科技新闻，北京时间，4月2日，据国外媒体报道，一项天体物理学研究指出，一些恒星将以爆炸的形式结束它们的生命，而氖元素可能在其中起着至关重要的作用。

天文学家喜欢研究恒星的生命周期，包括不同恒星的死亡模式。像太阳这样较小的恒星将继续膨胀，最终扔掉外层物质，变成矮星。大型恒星将以超新星的形式剧烈爆炸，内核将变成黑洞或中子星。然而，对于质量是太阳7到11倍的中等质量恒星，仍有许多问题没有解决。它们会被从外层扔掉还是会爆炸？如果它们最终在超新星中爆炸，最终的产物是什么？找出这些问题在某种程度上取决于我们对氖的理解程度。

在死亡的过程中，中等质量的恒星会逐渐耗尽氢和氦。计算机模拟显示，它们将形成一个由氧、氖和镁组成的核心。这些恒星可能会失去一些氢外层，变成暗淡的白矮星。但是如果核心变得足够大，它可能会坍缩成一颗中子星。

但是这些恒星核心非常奇怪，因为向内挤压重力产生的压力可以被控制电子行为的量子力学规则抵消。两个电子的量子性质不可能完全相同，因此限制了它们能达到的最小距离，从而在核心上施加了一个“简并压力”。氖原子捕获电子的速度在这个过程中起着至关重要的作用。这个过程释放能量并“点燃”恒星中的氧气，导致爆炸。然而，恒星的命运将随着能量释放和随后爆炸的时间而变化。

最近由加拿大达尔豪西大学的奥利弗·克西鲍姆领导的一篇论文研究了氖捕获电子的反向过程，即氟原子失去一个电子并变成氖的过程。为此，他们在芬兰的JYFL加速器实验室用一束氟原子轰击碳膜。通过分析氟衰变为氖的概率，研究人员反过来计算了氖原子在由氧、氖和镁组成的核心中捕获电子的频率。他们的计算比以前的观测高得多，所以点燃氧气所需的核心密度更低，最终导致热核爆炸，将恒星变成白矮星而不是中子星。

"这是一个非常罕见的核转变，但经常被忽略."科尔斯巴姆指出，“在一定条件下，它将对恒星的演化产生重大影响。”

北加利福尼亚大学物理系的卡拉·弗罗利希评论说，该小组的结果是“精密核天体物理学领域的一个里程碑”她指出，几十年来，科学家们一直试图测量这种“被禁止的转变”。禁止跃迁在地球上非常罕见，但在恒星核心的极端环境中可能更常见。

在另一项发表在《天体物理学杂志》上的研究中，由斯德哥尔摩大学博士后研究员查帅领导，科学家们为一颗质量是太阳8.4倍的恒星建立了一个死亡过程模型。电子俘获过程释放的能量点燃氧气，氧气消耗核心中的其他金属并产生爆炸波。论文发现恒星的最终命运取决于电子的数量和临界密度。一旦密度超过临界值，恒星核心就会塌缩成中子星。然而，如果它低于临界值，核心将经历热核爆炸和崩溃。

研究人员推测，恒星内核的密度高于临界值，因此他们认为氖导致内核坍缩成中子星。然而，该团队的研究早于柯尔斯顿。他们计划在即将发表的论文中比较这两个团队的结果。

科尔斯巴姆解释说，对这些恒星仍有许多疑问，例如恒星核心的对流和物质传递热量的方式。在这些过程中，其他复杂和困难的核变化也可能发挥作用。

“对于这些恒星的最终命运，确实有许多相互矛盾的观点。对于恒星中的对流和其他问题...我们确实需要进一步了解。”科尔斯巴姆指出。他希望更先进的加速器实验室能帮助科学家研究不太稳定的稀有粒子和同位素。此外，天文研究可能会发现白矮星含有更多的重元素，这可能是由氧、氖和镁组成的内核爆炸的残留物。

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