引力坍缩

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引力坍缩( Gravitational Collapse ),恒星演化到晚期的一种猛烈变化过程。引力坍缩过程中恒星中心部分形成致密星,并可能伴有大量的能量释放和物质的抛射。引力坍缩是Ⅱ型和Ⅰb 和Ⅰc型超新星爆发中的重要过程,文献中常把Ⅱ型超新星和Ⅰb 和Ⅰc型超新星称为核心坍缩超新星。

恒星核心区经过氢燃烧的核反应阶段之后,如果质量大于钱德拉塞卡极限,并且由铁族核素构成时,它的等效多方指数γ接近临界值4/3。这时恒星中心温度约为6×109K,它将发生引力坍缩过程。这个阶段恒星中心温度很高,各类中微子产生过程(如光生中微子过程、等离子体激元衰变中微子过程、电子对湮没中微子过程、中微子轫致辐射等)都会引起中微子将中心部分的能量迅速带走,使恒星核心区很快冷却,以致辐射压力不足以抵御自身引力的作用,从而形成引力坍缩。

当恒星中心密度足够大时,在引力坍缩中发生下列反应:e+(Z,A)→νe+(Z−1,A)e为电子;(Z,A)是质子数为Z,核子数为A的原子核;νe为电子中微子。这种过程引起物质的中子化。在一定条件下(如γ≈4/3),引力坍缩过程中将出现强的激波,引起恒星外层物质的抛射。但在有些条件下(如γ&4/3),坍缩过程并不一定伴有质量抛射。不同质量的恒星,在引力坍缩后有可能形成各种不同类型的致密星。