恒星为什么会成为超新星（恒星的鬼见愁）

图解：下降中的球进行动量传递。

通过掉落的橡胶球展示引力反弹的原理，以及如何引起超新星爆炸，同时还说明了为什么在这类爆炸中总是会留下一个核心。（公有领域图片，来源：克里斯托弗·贝尔德）

超新星不会完全摧毁一颗恒星，超新星爆炸的猛烈程度堪称宇宙之首。但它们不像炸弹爆炸一样，炸掉原炸弹的每一点。相反，当一颗恒星爆炸成超新星时，它的核心会存活下来。正如美国宇航局所解释的那样，超新星爆炸是由引力反弹效应，而不是由化学反应引起的。

的确，在大多数恒星中，有猛烈搅动着的氢聚变反应，但这些不会爆炸形成超新星。恒星如此之大，以至于引力足以将他们凝聚在一起，以防止核反应产生的能量将它们吹散。是引力反弹在超新星形成过程中把恒星炸开。

许多科学博物馆内展示了典型的动量传递，如右侧动画所示。不同尺寸的橡胶球挂在不同的高度，然后在同一时刻放手。重力把它们拉下来，所有球都掉在地上。在接下来的几分钟里，底部的球击中地面并反弹，然后球之间开始碰撞。动量等于质量乘速度，这意味着，一个重而慢的物体，可能与轻而快的物体拥有同等的动量。当两个物体碰撞时，它们传递了一些动量。

当一个重而慢的物体与一个轻物体碰撞时，因为动量守恒，重的物体可以给轻的物体一个非常高的速度。正如这个动画所示，通过将橡胶球从底部最重到顶端最轻排列，动量被转移到更轻的物体上，带来了更高的速度。因此，即使重力将所有球向下拉，上球也会以令人难以置信的速度反弹；这一切都符合动量守恒规律。

较低的球太重，太慢，弹不走，所以仍然作为原系统幸存的核心。另一方面，上部的球被吹走（在科学博物馆的展览中，它们被捕获在仪器的顶部，以便可以重新运行演示）。橡胶球的爆发没有发生任何重大的化学或核反应。这种爆发仅仅是由于重力和动量传递，即重力反弹。如果你仔细观察动画，你会发现反弹采取外向冲击波的形式，随着冲击波的扩散，强度会增加。

在超新星爆炸之后，我们看到的是一个膨胀的星尘壳被抛向宇宙中，像这个蟹状星云图像一样。我们看不到恒星幸存的部分——它的核心。在蟹状星云中，超新星的力量已经使得恒星核心坍塌形成中子星。（公共领域图片，来源：美国宇航局）

超新星和这种橡皮球演示的是同一种爆炸。年迈的恒星是由中心向下的较厚层和表面附近的较薄层组成，恒星核反应产生的力基本与重力平衡。但是当恒星耗尽燃料时，核反应会减慢，这意味着重力不再被平衡，重力开始使恒星坍塌。当塌缩恒星的核达到临界密度后，其压力强得足以抑制坍塌。

但是，像橡皮球一样，恒星一直在向内下落，现在又该反弹了。外层在巨大的爆炸中被吹向太空，将肥沃的尘埃云散布在宇宙中。但由于动量传递，恒星的核心得以存活。坍塌事件强烈地挤压了恒星的核心，以至于它变成了一种奇异的东西。

如果恒星质量是太阳的5到12倍，核就会变成一个大中子球，我们称之为中子星。如果质量是太阳的12倍以上，核就会变成黑洞（维基百科上说目前还没有确定）。你可能会想争辩说，当一颗恒星爆炸后，除了黑洞之外一无所有，因此恒星已被完全摧毁。但是黑洞并不，黑洞有质量、电荷、角动量和施加重力。黑洞只是一颗足够致密的恒星，因此具有足够的引力，能够防止光线逃逸。超新星产生的黑洞是爆炸的恒星的遗留核。

不是所有的恒星都会经历超新星爆炸。质量低于太阳质量5倍的恒星太轻，无法经受这种剧烈的转化，它们根本没有足够的重力进行塌缩和反弹。当较轻的恒星耗尽核燃料时，它们会经历一系列的阶段，最后成为长寿的白矮星。当然无论恒星最终是变成中子星、黑洞还是白矮星，它们都永远不会完全消失。

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. wtamu

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