水素核融合炉 7MeV/n
重い星の最期
原子核の結合エネルギー(1核子あたり) (核子の質量 mc2=1000 MeV) 1MeV =1.6x10-13 Joule He, C, O : 7 MeV Fe : 8 MeV これ以上はマイナス、つまり星の中で 鉄以上の重元素が合成されることはない。 ー> やがて核融合炉は燃え尽きる 燃えカス = 鉄
重力エネルギー E = G∫R (4πr3ρ/3)・ (4πr2Δrρ)/r = G∫R(4πρ)2 r4dr/3 = G(3M2/5R) ( M = (4/3)πR3ρ) ⊿r r
超新星爆発 重い星 :重力崩壊型(II型SNR) 1.4M◎の鉄の芯が半径10kmまで つぶれる(中性子星を作る) 重い星 :重力崩壊型(II型SNR) 1.4M◎の鉄の芯が半径10kmまで つぶれる(中性子星を作る) ー> 解放される重力エネルギーは E = G(3/5)(1.4M◎)210-4 = 3x1046 Joule (R=104 M=3x1030 G=6.7x10-11) Fe
重力崩壊型(II型SN) 解放される 重力エネルギー] 3x1046 Joule のうち 99%はニュートリノが持ち去る。 残り1% 、3x1044 Joule が見かけ上 の爆発のエネルギー になる。 これで外層の10太陽質量が速度 Vで吹き飛ぶと 1031V2 = 3x1044 ∴ v= 6x106m/s
核暴走型超新星 (Ia型SN) 中質量星(8-10M◎)は炭素と酸素で 核融合が止まる => 約1M◎の白色矮星になる (電子の縮退圧で安定)。 近接連星に場合、相手の星からガスが降り 積もりやがて質量が1.4M◎になる。このとき の重力エネルギーは E = (3/5)(1.4M◎)210-8 = 1043 Joule
さらに降り積もると電子の縮退圧より重力が 勝り、収縮する(密度と温度があがる) => 中心で核融合(12C 54Ni)が起こり更 に温度をあげる => 白色矮星全体が核融合 核子の数 N= 3x1030/(1.6x10-27)だから 核エネルギーは En = Nx1.6x10-13 Joule = 3x1044 Joule 一方重力エネルギーは EG = 3 x 1043 Joule (M=3x1030, R=107) En>>EG ∴ 星はバラバラに吹っ飛ぶ (Ia型SN)