??！耐心的星星，教給我你們的心境，
你們每晚都攀上這古老的天空，
不留空白，不留陰影，不留傷痕，
也沒有年齡的蹤跡和對(duì)死亡的驚恐。
——愛默生
當(dāng)恒星內(nèi)部的核燃料耗盡之后，維持平衡的熱壓力便消失了，中心區(qū)域?qū)⒃趶?qiáng)大的引力作用下收縮。當(dāng)收縮到原來的半徑的幾十分之一時(shí)，物質(zhì)的密度如此之高，使得其中的電子處于一種叫做簡(jiǎn)并態(tài)的狀態(tài)。電子處于這種狀態(tài)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一種叫做簡(jiǎn)并壓力的力，這是一種量子效應(yīng)，有時(shí)也叫做量子力學(xué)壓力或者量子交換力。
電子的量子力學(xué)壓力具有比熱壓力強(qiáng)大得多的力量，它能夠與強(qiáng)大的引力相抗衡。如果形成恒星的星云的質(zhì)量小于3倍太陽(yáng)質(zhì)量，在這個(gè)時(shí)期，簡(jiǎn)并電子壓力就會(huì)起到抗衡引力的作用，這時(shí)，恒星就達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)而不再收縮，只靠它剩余的熱發(fā)光。由簡(jiǎn)并電子壓力維持穩(wěn)定的天體叫做白矮星。
 白矮星 巨大的引力使恒星變成由原子核與自由電子構(gòu)成的高密度球體，電子的簡(jiǎn)并壓力與引力抗衡使天體穩(wěn)定下來。 |
如果恒星的質(zhì)量足夠大，即使到達(dá)簡(jiǎn)并電子壓力起顯著作用的階段，簡(jiǎn)并電子壓力也無法抗衡引力的作用，恒星的內(nèi)核就會(huì)在自身強(qiáng)大的引力的作用下繼續(xù)收縮，并釋放出巨大的引力能，使外層氣體急劇膨脹，這就是超新星爆發(fā)。超新星爆發(fā)是天體演化中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它是恒星演化到其生命的終點(diǎn)時(shí)的一次輝煌的葬禮，同時(shí)又是新恒星誕生的原動(dòng)力。一方面，超新星爆發(fā)產(chǎn)生的強(qiáng)大的沖擊波可能會(huì)引發(fā)附近的星云形成恒星；另一方面，超新星爆發(fā)的余燼也是形成別的天體（特別是行星）的重要原材料，因?yàn)橹挥性诔滦潜l(fā)這種條件下，更重的元素才能被合成出來。所以，地球上的許多元素都來自那些早已毀滅的恒星。
在超新星爆發(fā)的同時(shí)，恒星的內(nèi)核將由于巨大的反沖而被進(jìn)一步壓縮，其中的電子的能量就有可能變得很高，這時(shí)，一個(gè)電子就會(huì)與一個(gè)質(zhì)子通過弱相互作用結(jié)合而變成一個(gè)中子。最終，星體內(nèi)部的中子就會(huì)比質(zhì)子多得多，整個(gè)星體變成了一個(gè)巨大的中子球。
當(dāng)大量中子緊密地聚集在一起時(shí)，也會(huì)像電子一樣出現(xiàn)一種量子力學(xué)壓力，叫做中子簡(jiǎn)并壓力。量子力學(xué)壓力是與粒子的質(zhì)量成正比的，因此，中子簡(jiǎn)并壓力要比電子簡(jiǎn)并壓力強(qiáng)大得多，能夠抗衡大質(zhì)量天體的強(qiáng)大的引力。于是，超新星爆發(fā)的殘骸靠著這種壓力維持在一個(gè)半徑很小的穩(wěn)定的狀態(tài)下，這就是所謂的“中子星”。
 超新星爆發(fā) 這是超新星遺跡船尾座A，它是夜空中最明亮的X射線源之一。 |
我們看到，在恒星演化的整個(gè)過程中，引力和排斥力之間的對(duì)抗是一對(duì)自始至終的矛盾。引力總是傾向于使物質(zhì)向引力中心匯聚，而斥力則傾向于使星體潰散。當(dāng)引力與某種斥力達(dá)致平衡時(shí)，整個(gè)星體就會(huì)在一段時(shí)期內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)引力的作用超過了這種斥力的作用，或者這種斥力失去了有效的作用時(shí)，引力總是引發(fā)出一輪新的競(jìng)爭(zhēng)，然后，一種新的斥力又會(huì)與引力達(dá)致新的平衡，使星體進(jìn)入一個(gè)新的相對(duì)穩(wěn)定的階段。恒星的演化過程就是這樣一個(gè)逐級(jí)交替的演變過程，其中萬有引力自始至終主導(dǎo)著整個(gè)演化過程，而排斥力則逐步升級(jí)，從熱核反應(yīng)階段的熱壓力到白矮星階段的電子簡(jiǎn)并壓力，最后到中子星階段的中子簡(jiǎn)并壓力。
如果恒星的質(zhì)量更大，比如說，大于30倍太陽(yáng)質(zhì)量，那么，即使演化到中子星階段，也沒有任何壓力能夠抵擋住自身強(qiáng)大的引力。于是，恒星的內(nèi)核將在自身引力的作用下繼續(xù)塌縮到它的引力半徑以內(nèi)，這時(shí)，周圍的引力強(qiáng)得足以使光也無法掙脫束縛，恒星最終從我們的視線中消失而形成黑洞。
 黑洞 哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝到活動(dòng)星系NGC 4438的核心。強(qiáng)烈的X射線顯示那里可能有一個(gè)巨大的黑洞。 |
黑洞本身雖然是黑的，但是，在引力半徑以外的任何物體一旦被它吸引過去，就要受到壓縮而被加熱，在落入黑洞的過程中將發(fā)出高能量的電磁波。這就為觀測(cè)黑洞的存在提供了一個(gè)很好的方法。
 恒星的一生 發(fā)射星云 NGC3603的邊緣：這張照片包含了恒星從誕生到衰亡各個(gè)階段的代表性天體。在照片的右邊發(fā)亮的區(qū)域是新生恒星顯露的標(biāo)記；右上角的暗云很可能是塵埃云坍縮前的一部分；在照片中間有一團(tuán)恒星發(fā)出耀眼的藍(lán)光，星風(fēng)和紫外線驅(qū)散了周圍的塵埃；在這團(tuán)恒星的左上方，有一個(gè)閃亮的光環(huán)包圍著一個(gè)光點(diǎn)，這很可能是一顆超新星； | ||||
 | 在星團(tuán)的下方有兩顆淚珠狀的物體，很像形成行星前身的云盤。 | |||
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