氦闪是什么现象？

2026-01-16

01氦闪是发生在质量介于0.5倍到2倍太阳质量的恒星演化末期。核心处形成的氦堆积在核心处，氦不断积累自我压缩，密度增加到一定程度形成“简并态”，当温度一路飙升至1亿度时，氦就会发生猛烈的热核燃烧，对于太阳质量的恒星来讲，氦闪释放的能量相当于太阳燃烧3000万年。
【氦闪是什么现象？】氦闪是发生在质量介于0.5倍到2倍太阳质量的恒星演化末期。当核心处的氢燃烧殆尽，形成的氦堆积在核心处，氦不断积累自我压缩，密度增加到一定程度形成“简并态”，处于简并态的物质靠简并压（一种量子力学效应）支撑着自身重力，而非靠热压力支撑。核心处的氦的自我压缩，还会让温度升高，然而简并态物质有一个奇怪的特性：温度升高并不会导致其发生热膨胀，也就不会吸收热量，而且简并态物质的热传导性非常好，当温度一路飙升至1亿度时，氦就受不了了，发生猛烈的热核燃烧，短短几分钟就把核心6%的氦元素变成碳元素。对于太阳质量的恒星来讲，氦闪释放的能量相当于太阳燃烧3000万年。
然而，据计算，如此巨大的能量并不会对红巨星的外观造成什么可观测的影响，因为这种能量释放发生在恒星的深处，巨大的能量释放让热压力超过简并压，核心物质脱离简并态而膨胀，大部分能量都耗费在驱动核心物质膨胀当中，剩余的少部分能量被厚厚的外壳吸收。实际上，并不会发生电影中看到的剧烈景象。
本来解释一下电影中烧脑的名词，结果好像越解释越烧脑。那我再来简单总结一下氦闪的过程：氢燃烧变成的氦物质堆积在太阳核心，核心的物质越来越多，然后发生收缩温度升高，但核心的物质处于简并态，温度的升高并不能使其自动停止收缩，温度会越来越高，当跨过1亿度的门槛时，就发生了猛烈的爆炸式氦燃烧，数分钟内就把能够燃烧的氦变成了碳。但氦闪释放的能量都被太阳本身吸收，表面居然看不出内部发生了什么。
质量小于0.5倍太阳的恒星没有足够的能力发生氦闪，而质量大于2倍太阳的恒星，发生的是稳定的、温柔的氦燃烧，无需发生氦闪。猎户座中大名鼎鼎的“参宿四”就是一颗质量是太阳10倍的红巨星，核心正在发生氦平稳燃烧变成碳的过程。对于恒星的演化而言，质量几乎决定一切，当然还要考虑其金属丰度。

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