什么是碳燃烧(Carbon Burning)？

碳燃烧过程是在巨大的温度和压力条件下，在大质量恒星的核心发生的核反应。碳燃烧只在恒星生命末期才开始。为了使恒星最终在其核心积聚足够的压力来引发碳燃烧，它在诞生时必须至少包含四个太阳质量。只有当恒星的大部分...

碳燃烧过程是在巨大的温度和压力条件下，在大质量恒星的核心发生的核反应。碳燃烧只在恒星生命末期才开始。为了使恒星最终在其核心积聚足够的压力来引发碳燃烧，它在诞生时必须至少包含四个太阳质量。只有当恒星的大部分氢和氦被燃烧后，才开始燃烧碳。科学家拿着烧杯，宇宙中最丰富的元素是氢。所以，大多数恒星的生命开始时主要是由氢组成的。当核聚变在年轻恒星的核心点燃时，氢就会慢慢地开始燃烧，它的原子核通过p-p链融合成氦——在质量不超过太阳的恒星中——或者在质量更大的恒星中是CNO循环。这是一种核反应，它产生太阳的热量和光，我们每天出门时都能看到。这取决于恒星的大小，它以不同的速度燃烧核燃料。更多的大质量恒星中心密度更高，燃烧速度更快。一些最大的恒星在几百万年内耗尽了大部分的氢燃料，而太阳计划在45亿年内继续熔化氢气，最轻的恒星将在一万亿年内熔化氢。随着氦"灰"的积累，它最终达到了引发氦点火的临界密度。氦燃烧的副产品是碳和氧。随着数百万年的氦燃烧，碳和氧在恒星核心积聚，最终，大量的氦被耗尽，恒星的核心冷却，无法产生更多的核动力，这种冷却导致核心收缩，进一步增加了密度和压力在大约四个太阳质量以上的恒星中，达到了燃烧碳所需的温度和密度。这使恒星的核心变热，它膨胀成一个红色的超巨星。碳燃烧是宇宙中存在比碳重的元素的主要原因之一。主要反应由几个组分组成在一个星系中，两个碳原子核融合形成一个氖原子和一个氦原子。最终，这些原子核分解成钠和氢，然后分解成镁和一个自由中子。由于恒星核心的所有核过程同时进行，大量的氖、氧，产生镁。整个碳燃烧过程只需大约1000年。如果这颗恒星有4到8个太阳质量的物质，当碳燃烧逐渐消失时，它会排出外层，形成行星状星云，留下白矮星核心。如果它的太阳质量超过8个，它最终将引发霓虹灯燃烧，这是大质量恒星演化的下一个阶段。

发表于 2020-09-17 23:48
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分类：科学教育

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