các phản ứng hạt nhân trong mặt trời

Sau khi tạo ra sắt, các phản ứng hạt nhân sinh nhiệt tắt hẳn, lực hấp

dẫn tiếp tục nén mặt trời cho đến “chết”. Quá trình hoá thân của mặt trời

phụ thuộc cường độ lực hấp dẫn, tức là tuỳ thuộc vào khối lượng của nó,

theo một trong ba kịch bản như sau:

- Các sao có khối lượng M∈ (0,7 ÷ 1,4)M0:

Sau khi hết nhiên liệu, từ một sao đỏ khổng lồ đường kính 100.106

km co lại thành sao lùn trắng đường kính cỡ 1500 km, là trạng thái dừng

khi lực hấp dẫn cân bằng với áp lực tạo ra khi các nguyên tử đã ép sát lại

nhau, có khối lượng riêng cỡ 1012 kg/m3. Nhiệt sinh ra khi nén làm nhiệt

độ bề mặt sao đạt tới 6000K, sau đó tỏa nhiệt và nguội dần trong một tỉ

năm thành sao lùn đen hay sao sắt, như một xác sao không thấy được lang

thang trong vũ trụ. Mặt trời hoá kiếp theo kiểu này.

- Các sao có khối lượng M ∈ (1,4 ÷5)M0:

Lực hấp dẫn đủ mạnh để ép nát nguyên tử, ép các hạt nhân lại sát

nhau, làm tróc hết lớp vỏ điện tử, tạo ra một khối gồm toàn neutron ép sát

nhau và gọi là sao neutron, có đường kính cỡ 15 km và mật độ

1018kg/m3.

Quá trình co lại với gia tốc lớn và bị chặn đột ngột tại trạng thái

neutron, tạo ra một chấn động dữ dội, gây ra vụ nổ siêu sao mới, gọi là

supernova, phát ra năng lượng bằng trăm triệu lần năng lượng mặt trời,

làm bắn tung toàn bộ các lớp ngoài của sao gồm đủ các loại nguyên tố.

Lớp vật liệu bắn ra sẽ tạo thành các đám bụi vũ trụ thứ cấp, để hình thành

các sao thứ cấp sau đó. Sao neutron mới tạo ra, còn gọi là pulsar, sẽ tự

quay với tốc độ khoảng 630 vòng/s và phát bức xạ rất mạnh dọc trục, phát

tán hết năng lượng sau vài triệu năm và sẽ hết quay, trở thành một xác

chết trong vũ trụ.

- Các sao có khối lượng M≥ 5M0:

Quá trình tổng hợp các hạt nhân nặng được gia tốc, xảy ra rất

nhanh. Sau khi hết nhiên liệu, do lực hấp dẫn quá lớn, sao sụp đổ với gia

tốc lớn, co lại liên tục, không dừng lại ở trạng thái neutron, đạt tới bán

kính Schwarzschild R = 22CGM , tạo thành một lỗ đen, kèm theo một vụ nổ

siêu sao mới. Lỗ đen có khối lượng riêng khoảng 1023 kg/m3, tạo ra trường

hấp dẫn rất mạnh, làm cong không gian xung quanh tới mức vật chất kể

cả ánh sáng cũng không thể thoát ra được. Mọi thiên thể đến gần đều bị

cuốn hút như một xoáy nước khổng lồ. Nếu được nén đến trạng thái lỗ

đen, đạt tới bán kính hấp dẫn, thì bán kính Quả đất chỉ bằng 3cm, bán

kính mặt trời là 3 km.

Xem chi tiết tại đây