什么是碳燃燒(Carbon Burning)？

碳燃燒過程是在巨大的溫度和壓力條件下，在大質量恒星的核心發生的核反應。碳燃燒只在恒星生命末期才開始。為了使恒星最終在其核心積聚足夠的壓力來引發碳燃燒，它在誕生時必須至少包含四個太陽質量。只有當恒星的大部分...

碳燃燒過程是在巨大的溫度和壓力條件下，在大質量恒星的核心發生的核反應。碳燃燒只在恒星生命末期才開始。為了使恒星最終在其核心積聚足夠的壓力來引發碳燃燒，它在誕生時必須至少包含四個太陽質量。只有當恒星的大部分氫和氦被燃燒后，才開始燃燒碳。科學家拿著燒杯，宇宙中最豐富的元素是氫。所以，大多數恒星的生命開始時主要是由氫組成的。當核聚變在年輕恒星的核心點燃時，氫就會慢慢地開始燃燒，它的原子核通過p-p鏈融合成氦——在質量不超過太陽的恒星中——或者在質量更大的恒星中是CNO循環。這是一種核反應，它產生太陽的熱量和光，我們每天出門時都能看到。這取決于恒星的大小，它以不同的速度燃燒核燃料。更多的大質量恒星中心密度更高，燃燒速度更快。一些最大的恒星在幾百萬年內耗盡了大部分的氫燃料，而太陽計劃在45億年內繼續熔化氫氣，最輕的恒星將在一萬億年內熔化氫。隨著氦"灰"的積累，它最終達到了引發氦點火的臨界密度。氦燃燒的副產品是碳和氧。隨著數百萬年的氦燃燒，碳和氧在恒星核心積聚，最終，大量的氦被耗盡，恒星的核心冷卻，無法產生更多的核動力，這種冷卻導致核心收縮，進一步增加了密度和壓力在大約四個太陽質量以上的恒星中，達到了燃燒碳所需的溫度和密度。這使恒星的核心變熱，它膨脹成一個紅色的超巨星。碳燃燒是宇宙中存在比碳重的元素的主要原因之一。主要反應由幾個組分組成在一個星系中，兩個碳原子核融合形成一個氖原子和一個氦原子。最終，這些原子核分解成鈉和氫，然后分解成鎂和一個自由中子。由于恒星核心的所有核過程同時進行，大量的氖、氧，產生鎂。整個碳燃燒過程只需大約1000年。如果這顆恒星有4到8個太陽質量的物質，當碳燃燒逐漸消失時，它會排出外層，形成行星狀星云，留下白矮星核心。如果它的太陽質量超過8個，它最終將引發霓虹燈燃燒，這是大質量恒星演化的下一個階段。

發表于 2020-09-17 23:48
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分類：科學教育

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