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恒星|一颗质量是木星80倍、由纯金构成的星球会坍缩成恒星吗？


恒星|一颗质量是木星80倍、由纯金构成的星球会坍缩成恒星吗？
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众所周知 ， 恒星能够向外源源不断释放光和热的主要原因 ， 就在于其内部每时每刻都在进行着核聚变反应 ， 在恒星内部高温和高压的环境条件下 ， 轻元素原子核中的质子可以进入另外的原子核并与其中的质子相结合 ， 从而形成原子序数更高的元素 ， 在此过程中释放出相应的能量 。 那么 ， 我们不妨做个头脑风暴 ， 假如一颗质量可以达到氢元素核聚变最低临界值的星球 ， 即太阳质量的0.08倍 ， 也就是木星质量的80倍 ， 而这颗星球是由纯金构成的 ， 能否引发内部的核聚变反应呢？
让我们先来看一下恒星的形成过程 。 宇宙中第一批恒星的诞生 ， 其物质的根本来源为宇宙大爆炸之后向外释放的物质 ， 在宇宙大爆炸发生之后的38万年之后 ， 随着宇宙空间温度的逐渐下降 ， 原先充斥在宇宙空间中的一些自由中子、质子和电子开始聚合形成第一批中性原子 ， 而氢和氦由于是组成结构最为简单的两种元素 ， 所以在宇宙最开始形成的第一批元素 ， 也是后来宇宙最基本的物质就是由这两种最简单的气体所构成 。 在长时间的引力扰动作用下 ， 这些轻气体物质开始慢慢聚集 ， 围绕着一些核心点逐渐发生坍缩 ， 在此过程中推动核心区域的质量、温度和压力随之攀升 ， 当达到700万摄氏度以上、压力上千亿大气压的条件时 ， 在量子隧穿效应的作用下 ， 一小部分氢原子中的质子便有几率突破原子核之间的库仑力 ， 与另外原子中的质子相结合 ， 形成氦原子核 ， 在此过程中释放出一定的能量 ， 恒星从此便登上历史舞台 。
原始星云的规模越大、物质浓度越高 ， 恒星所吸聚的轻物质也就越多 ， 质量也就越大 ， 从而内部核聚变的强度也就越大 ， 与此同时 ， 氢元素的消耗速度也会越快 。 当恒星主序期结束之时 ， 外层的重力便会占据上峰 ， 从而恒星会发生剧烈收缩 ， 从而重启内部更加剧烈的核聚变 ， 推动恒星向外的辐射压急速增强 ， 恒星的体积发生膨胀 ， 形成红巨星或者红超巨星 。 质量较大的恒星 ， 在经历完红巨星或者红超巨星膨胀之后 ， 通常会发生超新星爆发现象 ， 将恒星组成的大部分物质抛洒到宇宙空间中 ， 从为下一任恒星的重要物质来源 。 剩余的恒星内核部分 ， 则会继续发生坍缩 ， 相应演化为中子星或者黑洞 。
由于在所有的元素中 ， 铁的比结合能最高 ， 如果再要通过核聚变生成更重的元素 ， 则所需的能量要比释放的能量要高 ， 恒星的核聚变就不可持续了 ， 因此恒星内部的核聚变 ， 只能持续到铁为止 。 而在超新星爆发过程中 ， 由于瞬间产生的温度极高 ， 远远超出大质量恒星主序期时内核的温度 ， 在如此高能量的环境中 ， 被抛洒出去的恒星组成物质（这里既包括恒星外层没有参与核聚变的氢 ， 还有原来在恒星内部从外至里依次分布的氦、氮、氧等元素 ， 一直到铁元素） ， 在快中子俘获作用下 ， 可以在极短的时间内 ， 较轻的元素可以与快中子结合形成更重的物质 ， 其中铁元素与快中子生成了众多重铁元素 。 因此 ， 超新星爆发是现有宇宙中比铁重物质产生的主要来源 ， 这些物质在宇宙的行星和卫星中都会有所体现 。
虽然宇宙中恒星的演化经历着上述物质循环的过程 ， 一批大质量恒星“死去” ， 另一批恒星从超新星爆发中攫取轻物质形成新兴的恒星 ， 但是氢、氦等轻元素的丰度会越来越少 。 从目前观测和推算的结果来看 ， 与100亿年前宇宙中大质量恒星呈现高峰的状态相比 ， 现有宇宙中的恒星数量已经在呈下降趋势了 ， 而且大质量的恒星数量也越来越少 。 而且根据科学家们的观测 ， 与宇宙中第一批恒星是贫金属型相比 ， 现在的恒星中金属元素的丰度值就相对较高 ， 所以科学家预测 ， 随着时间的推移 ， 宇宙中氢、氦的含量会越来越少 ， 星云气体坍缩形成恒星的能力就会越来越低 ， 而且形成的恒星多为中小型的恒星 ， 恒星的周期演化将变得不可持续 。


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