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恒星由它們核心的核聚變反應(yīng)來(lái)維持。對(duì)于主序上的恒星，例如我們的太陽(yáng)，內(nèi)部的核聚變主要涉及氫合成氦。反應(yīng)產(chǎn)生的能量足以支持它們的質(zhì)量來(lái)對(duì)抗自身的引力。

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當(dāng)恒星的燃料耗盡之后，恒星會(huì)膨脹并且會(huì)產(chǎn)生更重的元素，例如碳和鐵。（太陽(yáng)系中大部分物質(zhì)來(lái)自太陽(yáng)系外）。一旦恒星耗盡它所有的燃料，它將坍縮。從這里開始，恒星將會(huì)經(jīng)歷不同的命運(yùn)。

太陽(yáng)坍縮為白矮星，此時(shí)泡利不相容原理使恒星中的電子保持足夠遠(yuǎn)的距離，以防止進(jìn)一步坍縮，這種能量被稱為電子簡(jiǎn)并。

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太陽(yáng)質(zhì)量1.4倍以上的恒星（這個(gè)極限被稱為錢德拉塞卡極限，以一位印度物理學(xué)家的名字命名，他在去英國(guó)的路上發(fā)現(xiàn)了這個(gè)極限）會(huì)傾向于爆炸成為超新星，失去它的大部分質(zhì)量。內(nèi)部較小的核心會(huì)保留下來(lái)并將和較小的恒星一樣繼續(xù)坍縮，不同的是，這是電子簡(jiǎn)并將不足與支持恒星的質(zhì)量來(lái)對(duì)抗自己的引力坍縮，它會(huì)繼續(xù)縮小直到成為一個(gè)體型微小但是質(zhì)量巨大的、由中子簡(jiǎn)并維持的中子星。

如果中子簡(jiǎn)并也不足以抵抗恒星的坍縮，它將繼續(xù)縮小直到物質(zhì)被壓縮到一個(gè)無(wú)窮小，密度無(wú)窮大的點(diǎn)，成為奇點(diǎn)。這就是黑洞的中心。

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回答：Edward Rayne，英國(guó)劍橋大學(xué)物理學(xué)本科生。

恒星的壽命以及它的最終狀態(tài)由自身的質(zhì)量決定。就我們所知，所有的恒星都受到兩種基本力的作用，一種是引力，另一種是由氫氦聚變產(chǎn)生的由內(nèi)而外的壓力。重力作為一種能量來(lái)源，在恒星內(nèi)部產(chǎn)生巨大的熱量和壓力，并開啟聚變過(guò)程，聚變會(huì)產(chǎn)生大量的熱量和能量，使恒星發(fā)光，并試圖推開氣體使其遠(yuǎn)離恒星，直到達(dá)到平衡狀態(tài)。

當(dāng)大部分氫聚變成氦時(shí)，聚變會(huì)停止，此時(shí)引力會(huì)占上風(fēng)。沒(méi)有聚變產(chǎn)生的能量，恒星會(huì)開始坍縮。接下來(lái)恒星會(huì)發(fā)生什么取決于它的質(zhì)量。對(duì)于一個(gè)小質(zhì)量恒星（質(zhì)量比太陽(yáng)?。?，引力不足以使恒星再次發(fā)生聚變，剩下的灰燼會(huì)成為褐矮星并最終變成一具太空冰冷的尸體。

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對(duì)于質(zhì)量與太陽(yáng)相近的恒星，引力繼續(xù)擠壓恒星內(nèi)部，使恒星能夠使氦聚變?yōu)槠渌p元素。這種能量的更新會(huì)導(dǎo)致恒星膨脹成一顆紅巨星，并將一些外層拋灑到太空中，成為行星狀星云。當(dāng)太陽(yáng)成為紅巨星時(shí)（大約50億年后），太陽(yáng)將膨脹到火星軌道之外。當(dāng)恒星完成所有可能的聚變后，引力將再次占據(jù)上風(fēng)并開始擠壓原子，直到原子周圍電子殼層的排斥力與引力達(dá)到平衡，恒星成為一顆密度很大的白矮星（一茶匙的大小重達(dá)好幾噸）。恒星最終會(huì)冷卻，成為在太空中漂流的一團(tuán)冰冷的、燃燒殆盡的灰燼

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對(duì)于質(zhì)量是太陽(yáng)2.5倍的恒星，它們的命運(yùn)更加奇特。恒星內(nèi)部的引力足以使聚變產(chǎn)生鐵。鐵是恒星一生中能產(chǎn)生的最重的元素，因?yàn)楦氐脑鼐圩冃枰哪芰勘群阈轻尫诺哪芰扛?，所以恒星?huì)坍縮。對(duì)于大質(zhì)量恒星，這種坍縮非常猛烈，會(huì)導(dǎo)致巨大的、災(zāi)難性的爆炸，即超新星。就是在這些爆炸中產(chǎn)生了所有比鐵更重的元素。所以有人說(shuō)我們是由星塵組成的。

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超新星是如此明亮，一次發(fā)生在中世紀(jì)，爆炸白天也能被觀察到。超新星爆炸后恒星的最終命運(yùn)取決于爆炸后核心的質(zhì)量。一些恒星的質(zhì)量仍足以克服電子殼層的斥力，并把電子擊入原子核從而抵消了質(zhì)子的正電荷，直到引力與中子間的斥力平衡形成中子星。這顆恒星的物質(zhì)比白矮星的物質(zhì)還要重。如果恒星比形成中子星的恒星更重，它會(huì)經(jīng)歷產(chǎn)生超新星的過(guò)程，但是由于自身的質(zhì)量，它的引力如此之大以至于中子不能使恒星的坍縮停止，它會(huì)繼續(xù)被壓縮到更小的空間中直到恒星的引力足以將光困在一個(gè)被稱為事件視界的區(qū)域內(nèi)，黑洞就誕生了。為了讓你對(duì)黑洞的密度有一個(gè)概念，如果我們想要壓縮地球來(lái)創(chuàng)造黑洞，地球上的所有物質(zhì)必須壓縮到你的手心大小，黑洞會(huì)將你的身體撕裂并將你吸入從而增加黑洞的質(zhì)量。

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黑洞的探測(cè)方法是尋找那些離其他恒星很近的星體，并觀察在穿過(guò)視界之前落入黑洞的物質(zhì)所發(fā)出的輻射(主要是X射線)。去錢德拉X射線望遠(yuǎn)鏡的網(wǎng)站，看看可能的黑洞的X射線照片。

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謎題的關(guān)鍵是由質(zhì)量決定的引力。形成黑洞可能還有其他機(jī)制，但這是形成這些物體的一般恒星過(guò)程。

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FY:超凡泰迪熊

作者：Mudita Upman

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