引力坍缩
引力坍缩
gravitationalcollapse
在引力作用下，天体向中心猛烈下落的现象或过程。恒星演化到晚期，就有可能出现引力坍缩。比如，质量大于8～10太阳质量的大质量恒星演化到晚期时，其中心区域产能不足或能量被中微子大量带走，致使辐射压不足以抵御恒星自身引力的作用，从而发生引力坍缩。一般来说，恒星的引力坍缩的结果是形成一颗致密星，如白矮星、中子星、黑洞等。对于质量小于太阳质量1.3倍的星体，泡利不相容原理引起的电子简并压力将支撑其自身的重量，形成白矮星[1]。质量在太阳质量1.3-3.2倍之间的星体，中子简并压力将支撑其自身的重量，形成中子星。质量大于太阳质量3.2倍的星体，没有任何结构可以支撑其自身的重量，它们将坍缩为黑洞。 有些引力坍缩还伴有大量的能量释放和物质的抛射。例如，超新星爆发时，其中心部分会坍缩形成致密星，而外部则被抛射到空间，形成超新星遗迹，整个过程释放大量的能量。
恒星演化到晚期的一种猛烈变化过程。在引力坍缩过程中﹐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。
恒星核心区经过氧燃烧的核反应阶段之后﹐如果质量大于昌德拉塞卡极限﹐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(见恒星球的平衡及稳定)。这时恒星中心温度约为6×10K﹐它将发生引力坍缩过程。在这个阶段﹐恒星中心温度很高﹐各类中微子产生过程(例如光生中微子过程，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 )→+(Z -1﹐A )。e 为电子。(Z﹐A )是质子数为Z ﹐核子数为A 的原子核﹔为电子中微子。这种过程引起物质的中子化。在一定条件下(例如γ≒4/3)﹐引力坍缩过程中将出现强的激波﹐它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。
参考书目
I Robinson ed.﹐ Quasi－Stellar Sources and Gravitational Collapse﹐Univ. of Chicago Press﹐Chicago﹐1965.