当坍缩的外层物质下降遇到前身中子星时,发生什么?人们普遍认为,产生反弹的超音速激波!激波向外冲击,带走了外层物质(直接爆发机制),解释了光度曲线急剧上升。然而问题没这么简单,90年代,数值模拟发现激波最终停下来了,炸不开外层物质。大牛们开玩笑,中微子没准可以复活激波啊。额,随后考虑中微子流与激波层作用,没想到真可以讲很小部分的能量传给激波,激波复活了(延时爆发机制)。
2、电子俘获,发生在o-g核大质量恒星(8-11倍太阳质量),只是将铁核替换为氧镁核。简并核的氧、鎂原子核在致密的情况下(密度约109g/3)俘获电子,使电子简并压迅速减小,于是核心坍缩。
以上是一类爆发机制,简并核心,不论白矮星(可视为裸露的简并的恒星核心),还是铁核、氧镁核。另一类爆发机制,并不是简并核心。而是由于某些原因,核心的热压力下降,发生引力坍缩。
3、配对不稳定,发生在100倍(上限约140)太阳质量的大质量恒星。这类恒星,当核心温度数十亿开尔文,高能光子对湮灭成电子对。热压力迅速下降,引起坍缩,坍缩释放的引力能提高了光子能量,保持光子对持续湮灭。眼熟不,正反馈!另一个问题,核心是什么构成的?哈哈,肯定不是铁了!可能是巨大的氧核,甚至氦核。由于这类核仍能聚变,坍缩的后果导致核心温度迅速升高,反应率以幂率变大,导致一起类似ia sn的爆发。星体完全爆炸,从核心到外层被炸飞了,不会形成中子星或黑洞。
4、光致解离,发生在200倍太阳质量或更大的大质量星,核心温度高到光子能击碎原子核的程度(100亿k)。原子核吸收光子后,碎裂自由的质子、中子(合称核子)。此时核心就是一锅质子中子汤,几乎重现了宇宙大爆炸后1s的情形。当核心全部核子化后,坍缩停止。然而随着能量逃逸,温度下降,热压力下降,坍缩重新开始,导致质子、中子简并,此时核心质量超过了中子星质量上限,坍缩得以继续,最终形成黑洞。外溢的能量以高能光子的形式冲击外层,是否引起爆发不能确定,也有可能是伽马暴:原因是黑洞形成后急速吸积核心附近的物质,数十秒内吸积一个太阳质量的物质!部分被吸积的物质运动到黑洞的自转轴附近产生相对论性喷流(jet)。
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以上是内部机,如果想要形象地了解超新星爆发的能量级别,我们可以简单地做一个类比。
举个例子,英仙座超新星爆炸,释放出的能量大约是601037j能量。而最强大的极超新星爆炸释放出的中微子能量可以达到11048j。一次超新星爆炸中的伽马射线暴,能量级可以达到11045j。
好吧,必须感谢科学记数法,不然40多个零真的难数。
那么是什么概念呢?
我们的太阳,100亿年的生涯,总共可以释放出131044j。
而太阳一秒的能量,按照现在人类每年使用能量51020j来算,可以使用大约80万年。