恒星燃料耗尽向内塌缩是什么意思,星星重了就变黑洞了?

我不明白

只有大质量恒星才会像你说的这样,太阳质量太小,不会这样。

大质量恒星演化到晚期,是上面这个样子。这个图没有按照实际比例画。实际上,外层氢壳非常厚,氦以下的部分是非常小的。

一颗大质量恒星典型的演化过程是:恒星的中心温度和物质密度总是比外层高,所以核聚变反应总是发生在恒星的内部部位。恒星是依靠内部的核聚变反应产生的向外的辐射压与向内的引力相平衡而保持稳定的。在一颗恒星形成后,首先发生的是氢核聚变为氦核的反应。这个反应所需要的温度最低,产生的能量最多,所以恒星在这一阶段也最稳定,稳定的时间也最长。这一阶段叫主序星阶段。

氦元素比氢元素重,所以形成的氦会向恒星中心沉积。当氦集聚在恒星内部时,因为温度和密度不足以使氦发生聚变反应,所以中心的氦球会随着氢聚变反应的进行越来越大,久而久之,氢的聚变反应就发生在氦球的表面了。但越是靠近表面,密度越低(就像地球大气层越高,密度就越小一样),温度也越低,当中心的氦球积聚到一定程度时,氢聚变反应就进行不下去了,就停止了。于是,在引力作用下,恒星中心就会收缩,使中心的温度和密度继续升高。而外层的氢会向外膨胀,恒星就变大了。当内部的温度和密度升高到能够使氦核发生聚变反应时,氦就聚变成碳了,也会放出能量,当放出的能量产生的辐射压与外部引力相平衡时,恒星又稳定了。但氦聚变放出的能量比氢聚变小,所以,要维持恒星稳定,氦聚变的强度就要比氢聚变高,氦元素的消耗也多。所以,氦聚变反应维持的时间就比氢聚变要短很多。在氦聚变发生的同时,聚变产物碳也会向恒星中心沉积。

与氢聚变结束时,恒星中心会收缩、外层会膨胀一样,当氦聚变结束时,恒星中心也会收缩,外层会继续膨胀,直到中心的碳也开始发生聚变,并形成钠、镁、硅等更重的元素,恒星又会维持住短期的稳定。而氧、氖等元素是伴随着碳元素的产生而产生的。就这样,上一层的元素积累到一定程度,就通过中心的收缩引发下一层的核聚变反应,而各种元素在依次产生的同时,也按照元素的重量(原子序数)由小到大地向恒星中心积聚,同时,外层的氢壳也膨胀得越来越大,恒星也越来越大。而外层因为能量的损失,温度会下降,会变成红色。这一阶段叫红巨星红超巨星阶段。

各种元素发生聚变都会产生能量。但元素越重(原子序数越大),产生的能量越少。当核聚变产生出26号元素铁时,所有的核聚变反应就完全停止了,铁在恒星的核心大量聚积起来,形成了以铁组成的“呆滞核”。因为铁元素的原子核是所有元素中最稳定的,既不能通过聚变产生能量,也不能通过裂变产生能量。比铁重的原子核可以通过裂变产生能量(用铀或钚做的原子弹就是靠裂变产生能量的)。要让铁发生聚变,不但需要极高的温度的密度,而且要向原子核中注入能量。但在恒星中,这样的能量是达不到的。于是,恒星中的所有核反应的“燃料”都消耗完了,所有的核反应都停止了,向外的、用来抵抗引力收缩的辐射压消失了,恒星在自身引力作用下,开始了不可阻挡的收缩,就是你说的“塌缩”了。正式的名词是“坍缩”。

在这一阶段,恒星向内的收缩是全向的,所有恒星物质都在向内收缩。但越是靠近中心,物质的质量越重,引力也越强。越是向外,物质质量越小,引力越弱。所以,恒星的坍缩表现出来的是恒星核心的坍缩。据科学家计算,恒星核的坍缩进行得非常快,当核外的物质到达铁核表面并与铁核碰撞时,其速度会接近光速。因而整个坍缩过程可能只有几分钟的时间就完成了。

碰撞的巨大能量,一是给了铁核进一步聚变的能量,产生出比铁重的元素,如金、银、铂、铀,二是碰撞的物质会以差不多同相的速度反弹出来,携带着部分铁和比铁重的元素反冲出恒星,产生出剧烈的内爆,短时间内亮度大增,甚至比一颗恒星一生中放出的能量还要多。这就是超新星爆发

在恒星核中,碰撞的巨大能量不但形成了超铁元素,还会把各种元素的原子核外的电子都压到原子核内部,与质量结合,形成中子。当碰撞的能量都被释放后,恒星核就成了由中子组成的天体,叫中子星。中子星非常小,直径不会超过30公里,但密度极高,可以达到每立方厘米1亿吨,就是原子核的密度了。

如果这颗恒星的质量足够大,坍缩后的恒星核质量也足够大,大约是太阳质量的3倍多时,那恒星核还会继续收缩,直到表面引力强大到连光线都被吸引住了,这个天体就瞬间看不到了,“消失”了,就是黑洞了。

黑洞中的物质是如何组成的?以什么状态存在的?这些还都是未知数。因为所有的物理定律在黑洞内完全失效。

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第1个回答  2018-02-05
恒星正常的时候靠引力和核聚变力平衡,能量耗尽就只剩引力,把自己压缩到一个点上,一切物质,包括光都逃不了它的吸引。