碳聚变

一种在质量较重的恒星耗尽了核心内较轻的元素之后发生的核聚变反应



碳聚变过程是一种核融合反应,发生在质量较重的恒星(诞生时至少4 MSun以上)耗尽了核心内较轻的元素之后。它需要高温(6×108 K)和高密度(大约2×108 kg/m3),主要过程是:

12C + 12C 20Ne + 4He + 4.617 MeV
23Na + 1H + 2.241 MeV
23Mg + n - 2.599 MeV

另一类为:

12C + 12C 24Mg + γ
16O + 24He (吸热的)

在氦的聚变停止后,碳聚变开始。当氦聚变时,恒星建立起一个富含碳和氧的惰性核心,一旦氦的密度降低至无法继续聚变的水平时,核心便会因为重力而塌缩。体积的缩小造成核心的温度和压力上升至碳聚变的临界温度,这也会使围绕著核心周围的温度上升,使氦在邻接核心的壳层内继续聚变。于是恒星的体积增加,膨胀成为红超巨星。

当碳聚变时,产物(氧、氖、镁)堆积成新的惰性核。在一段时间之后(或许~一千年)碳的相对丰度将会降低至不能持续的程度,于是核心温度开始下降并再次收缩。收缩会加热核心使得氖开始聚变反应(参见氖融合)。围绕著核心的碳壳层也会继续聚变,而在更外面还有氦壳层和氢壳层在聚变。

在这个阶段点上,质量在4-8倍太阳质量的恒星,变得不稳定并以巨大的恒星风将外面的壳层抛出,留下的就是以氧-氖-镁核心的白矮星

质量更大的恒星将继续氖融合,但是从此刻起的演变是很快的,外壳通常来不及反应出变化。