Page 162 - 世界学

146 世 界学 Shi Jie Xue

次升高，但是碳燃烧以非常快的速率进行，以至于核心来不及膨胀以减缓反应速度，
碳就燃烧完毕了。这种非常迅速的碳燃烧被称为碳闪，它也许会导致恒星的不稳定

状态，甚至导致爆炸，毁灭这颗恒星。如果幸免于此，那么恒星也终会变成一颗白
矮星。

3. 红巨星形成原因
恒星开始核反应后在反抗引力的持久斗争中，其主要武器就是核能。它的核心

就是一颗红巨星。大核弹，在那里不断地爆炸。正是因为这种核动力能自我调节得
几乎精确地与引力平衡，恒星才能在长达数十亿年的时间里保持稳定。热核反应发

生在极高温度的原子核之间，因而涉及物质的基本结构。在太阳这样的恒星中心，
温度达到 1500 万 K，压强则为地球大气压的 3000 亿倍。在这样的条件下，不仅原
子失去了所有电子而只剩下核，而且原子核的运动速度也是如此之高，以至于能够

克服电排斥力而结合起来，这就是核聚变。
恒星是在氢分子云的中心产生的，因而主要由氢组成。氢的原子核就是一个质

子，还有一个带负电荷的电子绕核旋转。在年轻恒星核心的一千五百万开氏度的高
温下，质子运动得如此之快，以至于当它们相互碰撞时就能够粘合在一起。四个质

子聚合，就成为一个氦核。氦是宇宙中第二位最丰富的元素。氦核的质量小于它赖
以形成的四个质子质量之和。这个质量差只是总质量的千分之七，但是这一点质量

损失转化成了巨大的能量。像太阳那样的恒星有一个巨大的核，在那里每秒钟有六
亿吨氢变成氦。巨大的核能量朝向恒星外部猛烈冲击就能阻止引力收缩。
然而，“恒定”的演化历程终将结束，当所有的氢都变成了氦时，核心的火就

没有足够的燃料来维持，恒星一旦燃料用光，热核反应的速率立即剧减，引力与辐
射压之间的平衡被打破了，引力占据了上风。有着氦核和氢外壳的恒星，在自身的

重力下开始收缩，压强、密度和温度都随之升高，于是恒星外层尚未动用过的氢开
始燃烧，产生的结果是外壳开始膨胀，而核心在收缩。

在大约 1 亿摄氏度的高温下，恒星核心的氦原子核聚变成为碳原子核。每三个
氦核聚变成一个碳核，碳核再捕获另外的氦核而形成氧核。这些新反应的速度与缓

慢的氢聚变完全不同。它们像闪电一样快地突然起爆（氦闪耀），而使恒星不得不
尽可能地相应调整自己的结构。经历约一百万年后，核能量的外流渐趋稳定。此后
的几亿年里，恒星处于暂时的平稳，核区的氦在渐渐消耗，氢的燃烧越来越向更外