因為聚變到鐵後。鐵很穩定，聚變吸收能量大於釋放能量，這樣聚變能量無法對抗引力恆星迅速收縮產生巨大能量最後爆炸了。

正是得益於來自太空中超新星爆發播撒的各種重元素，我們的地球才會進化出了碳基分子的生命，包括我們人類。

然而，我們今天也不希望有臨近地球的恆星發生超新星爆發，那種巨大的能量輻射將會吹散地球的大氣，毀滅地球上的一切。幸運的是，超新星相對稀少。據報道，人們肉眼直接可看到並記錄下來的僅有6顆，距離遙遠。最近一次觀測到的銀河系超新星爆發是在1604年，且在離我們約2萬光年遠的安全距離外。研究者認為，一顆質量至少是太陽質量9倍的恆星才會演化為超新星。質量越大，核心密度就越大，核聚變反應也越激烈，更多的核能又意味著更高的溫度和壓力，恆星在一個遠大於太陽的尺度上達到了力的平衡。這種大質量的恆星預期壽命是數百萬年。（由於太陽屬於中低質量恆星，不足以演化為超新星，下文僅討論較大質量恆星的演化）超新星爆發是大質量恆星在演化接近末期時經歷的一種劇烈爆炸，是恆星的“暴死”事件。

恆星由於質量巨大，隨著其內部一步步的聚合反應，恆星核心一再坍縮，元素氫、氦轉化為碳、氧等元素，再到元素矽。演化到後期時矽聚變成多種重元素，包括鈣、鈦、鉻以及鐵和鎳。此時的恆星成了一個天文尺寸的熱核炸彈，當核心區矽聚變產物積攢到一定程度時，便發生大規模的爆炸，即超新星爆發。

這種爆炸極其明亮，所突發的電磁輻射能夠照亮所在的整個星系，並可持續幾周到幾個月。恆星透過爆炸將其大部分甚至幾乎所有物質以高達1/10光速的速度向太空拋散，並向周圍的星系物質輻射激波。此類激波會導致形成一個膨脹的氣體和塵埃構成的殼狀結構，這被稱作絢麗的超新星遺蹟。超新星爆發機理可分為兩種情況：

第一，當核聚變終止，衰老的大質量恆星無法再透過熱核反應產生能量時，恆星受引力坍縮為一箇中子星（或黑洞）。引力坍縮釋放的能量加熱並驅散恆星的外層物質。

第二，白矮星可能從其伴星那裡獲取並積累物質（透過吸積）從而提升核心溫度，以至點燃碳元素導致失控下的核聚變。最終當核聚變能量不足時，恆星坍縮自行摧毀。

這種晚年的大質量恆星由於不再有足夠的熱核能來平衡中心的引力，使得星體向中心坍縮，造成外層變熱，發生劇烈爆炸，產生超新星爆發。

結果就是：恆星解體為一團向外膨脹擴散的氣體和塵埃混合物，彌散為星際物質，結束恆星的演化歷史。外層解體為膨脹的星雲，中心的遺留物坍縮為一顆高密度天體，通常是一顆快速旋轉的中子星，其密度約為每立方毫米10萬噸。OMG！超新星爆發在為星際物質提供豐富的重元素中起到關鍵作用。它產生的激波也會壓縮附近的星際雲，是新的恆星誕生的重要啟動機制。

2016年中國科學家觀察到了迄今最強的超新星，是太陽亮度的5700億倍，比銀河系所有恆星亮度之和還亮20倍。

其實都和引力有關，質量大小，影響引力大小，引力大小不同，導致結果不同

當恆星內部的氫因核聚變消耗完形成氦，而氦核聚變的溫度壓力要求更高，恆星核聚變往外部擴充套件，外部氫核聚變形成的氦不斷沉入核心，恆星中心氦密度升高，同時溫度也升高。當其中的氦達到聚變反應條件時，氦開始聚變，同理推動下一層元素核聚變，一直到鐵為止。在這過程中，恆星內部能量越來越大，推動內部物質越來越向外膨脹，恆星就成為一顆紅巨星或紅超巨星了。

如果恆星的核聚變停止了，那麼物質就會在引力的作用下向內坍縮。這種坍縮會擠壓恆星中自由電子的空間，把它們擠到原子核中並與質子電性抵消了，導致原子核自爆，釋放更大的能量。這種爆炸就是超新星爆炸。

恆星質量太小（如太陽），其引力還不足以把自由電子壓到原子核內。這時候引力被電子的簡併壓力抵擋住了，這就是白矮星

如果這顆星的質量大約是太陽8倍但又小於20倍，這顆恆星的引力就不足以把兩個中子壓到一起。因為中子之間也有抵抗相互擠壓的簡併壓力，這時候中子的簡併壓力抵抗了引力的進一步坍縮。於是這顆恆星就變成了中子星。

如果恆星的質量比太陽大了20倍以上，那麼它的引力就足以把中子的簡併壓力打敗。這導致此天體的密度越來越大，體積越來越小。表面的逃逸速度都超過光速了，於是它就變成了黑洞

當白矮星或者中子星重新獲取質量，比如雙子星，白矮星從附近的恆星獲得質量達到太陽1.4倍時，中子星質量大於太陽3倍時。會產生新的超新星爆炸。白矮星爆炸完全摧毀，中子星超新星爆炸成黑洞。

超新星是由即將消亡的恆星或白矮星突然爆發而形成的，它釋放的能量一般情況下是 太陽的上億倍，並且能連續釋放幾個月甚至一年多。引發超新星爆發的主要原因是大質量恆星的星核坍塌，引發爆發，也有如白矮星吸積伴星，累積到爆發的能量而爆發，也有兩顆白矮星碰撞引發新的核聚變而爆發。

宇宙需要100億年的進化才能形成生命；恆星的進化和恆星核熔爐中新化學元素的產生是生命出現不可或缺的先決條件。”——約翰·鮑金霍恩

這段話足以說明恆星乃至後來的超新星爆發對我們的重要性，所以瞭解超新星爆發的機理也是瞭解宇宙進化和生命起源的過程！下面我將詳細闡述超新星是咋來的！

我們就從第一批恆星的形成說起，因為它們有大有小，顏色各異，充滿了多樣性

人的身體裡有將近10^28個原子，其中一大半是簡單的氫原子。但在元素週期表中，從鋰到鈾的大量元素都是在恆星加工廠中誕生的，而恆星晚年會經歷超新星爆發將這些元素拋回星際介質中，數十億年後，這些元素創造了你、我和世間萬物。

超新星爆發的故事起源於宇宙中最早的元素——氫和氦，被引力不可抗拒的聚集在一起，形成第一顆恆星開始....

在宇宙形成第一批恆星的時候，我們應該能想到，那時的原始氣體雲丰度很高，製造恆星的原料相當的豐富，所以產生的恆星從質量上來說，範圍很廣，多大的恆星都有。在形成的恆星中有少數與我們的太陽相似，屬於G級恆星。絕大多數恆星的質量更低，溫度很低，顏色更紅，大約有90-95%的恆星屬於K級和M級恆星，最後就是極其少量的更藍、更亮的O、B級恆星！恆星氫到氦的聚變過程，這時所有恆星都要經歷的階段

無論是哪種恆星，它們的能量都來自核聚變！首先是兩個質子發生融合，形成一個雙質子組合，這個組合極其不穩定，但是也有很少量的雙質子會經歷一個β+衰變，突出一個正電子，這是就形成了一個氘核！到這一步簡單了，接下來就是氦-3，最終形成一個氦-4原子核，其中包含兩個質子和兩個中子。

這裡有一個小小的問題，不知道你發現沒有。

中子比質子重，所以怎麼能把四個質子變成兩個質子和兩個中子，還能釋放能量呢？

我們要知道的是，這個過程中不是製造兩個自由質子和兩個自由中子，而是製造出了一個束縛態的氦原子核。如果把四個質子放在天平的一邊，一個氦核放在另一邊，就會發現四個質子比氦核重一點點，大約是0.7%。

隨著時間的推移，只要核心的溫度足夠高，裡面有足夠的氫聚變為氦，核燃料就會繼續燃燒。氫到氦質量相差的0.7%就透過E=mc²釋放出了能量！

所有型別的恆星，從超大質量（稀有的O級恆星，不到所有恆星的0.1%）恆星到無數微小的M級恆星，一生中的都是以燃燒氫為主。

白矮星的形成

不同質量的恆星燃燒氫的速率不同。宇宙中最古老的M星還沒有將氫完全轉化為氦，但是一顆O星可以在不到100萬年的時間裡燃燒掉其核心的所有氫。除了M星之外，其他所有型別的恆星（包括太陽在內）到晚年都將膨脹成一個紅巨星或紅超巨星，繼續在氦核周圍的外層中繼續燃燒氫，使氦核堆積的越來越大！

當氦核內的溫度、壓力和密度變得足夠高時，氦原子開始聚變，每三個氦原子就會變成一個碳原子。

由於碳比氦更穩定，所以透過E = mc^2會釋放出更多的能量，這時輻射壓力肯定會大於萬有引力！如果一顆K級恆星的核心耗盡氦燃料時，核心會把外層“吹成”行星狀星雲，而這時核心會隨著時間的推移慢慢收縮，產生一顆白矮星，其質量與太陽相當，但物理尺寸與地球相當。

質量越大的恆星會繼續將較重的碳聚變成氧氣和氖等物質，最內層的原子會融合成越來越重的元素。但是一顆明亮、巨大、藍色的A星，也只能將原子熔合到矽和硫（14號和16號元素）。其實包括B星在內的絕大多數恆星的命運仍然是"吹走"外層的氫，形成行星狀星雲，在中心留下一顆地球大小的白矮星，其質量或多或少與太陽相當。

超大質量恆星的命運——Ⅱ型超新星爆發

宇宙中製造的每800顆恆星中，大約就有一顆恆星的質量足以將元素繼續熔合成更重的元素：鐵、鎳和鈷，這是恆星融合元素的極限！

在鐵元素之前恆星一直在把較輕的元素熔合成較重的元素，每一步都在釋放能量。但是現在，核心的鐵原子承受著巨大的壓力，它們已經無法釋放出更多的能量了。聚變需要的能量比它們融合後釋放的能量要多得多！所以核心只能停止聚變！

對於質量超過太陽8倍的恆星來說，鐵核的質量有一個極限，這個極限大約是太陽質量的1.38倍，當達到或超過這個極限時，核心的鐵原子就可以坍縮。這時核心大約10^56個鐵原子瞬間被摧毀，同時釋放出驚人的能量，形成Ⅱ型超新星爆發！核心會一路坍縮成中子星（相當於太陽的質量，但大小相當於一顆中等大小的小行星）或黑洞。

超新星的爆發，不僅將恆星一生產物拋回到星際介質中，還將產生元素週期表中所有已知的元素的。不僅能製造出地球目前自然存在的鈾元素，還能製造鈽、銫以及質量更高、壽命更短的元素。

所以當我們看到一顆恆星變成Ⅱ型超新星時，我們正在見證地球上所有比鐵還重的元素形成的過程。

白矮星的死亡，Ⅰ型超新星爆發

那麼這是超新星唯一爆發的原因嗎？並不是！還有那些燃燒完燃料並收縮成白矮星的恆星，它們有朝一日也可以成為一顆明亮的Ⅰ型超新星！

上圖可以看到，白矮星可以從伴星上吸積物質，也可以與另一顆白矮星發生合併，如下圖所示。

但是無論哪種情況，一旦壓縮白矮星原子的總質量超過原子本身所能承受的極限，這顆死亡恆星的核心就會開始坍縮。不過，白矮星的核心中可不是鐵，它們主要是碳。只要不到一秒鐘，壓縮的高溫就會重新點燃碳聚變，併發生失控的聚變反應，然後摧毀整個白矮星。Ⅰa型超新星爆發以後不會留下中子星或黑洞！

總結：

這就是超新星爆發的過程和機理，也是恆星死亡的過程，也是宇宙中所有非氫和氦元素如何形成的過程。

不僅如此，所有比鐵重的元素，包括銀、金、碘、汞、錫、鉛和鈾，都必須來自超新星的爆發。

簡單滴說：失去了動態平衡。

恆星內部有兩股力量在相互抗衡：第一是核心內部核聚變反應釋放出的能量，轉變成熱量和其他輻射能，要向外膨脹，形成輻射壓力。

恆星本身的巨大質量，萬有引力要把物質往恆星中心壓縮。

正常情況下，這兩種力量一個向內壓縮，一個向外擴張，達到了動態平衡，恆星也就能保持成一顆球形穩定地發光發熱。

等核燃料燒光之後，引力和輻射壓力平衡被打破，恆星的體積會發生變化，直到達成新的平衡。

小質量的恆星，無法達到啟動更重元素核聚變的壓力，引力作用下就會坍縮，下落的物質把引力勢能變成動能，砸到核心上被反彈出來，就形成了爆炸。

大質量恆星會觸發重元素核聚變，有一個順序，慢慢燒，等最後燒到鐵元素形成，由於鐵的結合能最高，無論是把鐵聚變成更重的元素還是列變成更輕的元素，都需要吸收能量。這樣核心的產能機制就沒了，引力就佔了上風，開始坍縮了。

同樣是超新星爆炸，其實也有很大的不同，主要體現在恆星的質量之上。要了解這些之前，我們先搞清楚恆星以及它們的燃燒機制。

恆星的燃燒機制

恆星的燃燒機制和我們平時燒個東西是兩碼事。恆星內部的燃燒機制是核聚變反應。這是由於恆星的質量都比較巨大，比如太陽，太陽佔據整個太陽系質量的99.86%。巨大的質量就會產生巨大的引力。太陽的中心就會因為引力的原因，被壓得溫度特別高。太陽核心的溫度可以達到1500萬度。

我們都知道，高溫高壓下，物體的狀態會發生變化，通常有固態、液態、氣態。但是達到像恆星核心的溫度時，物質不再是這三種狀態了，而是等離子體。說白了，就是裡面沒有完整的原子結構，而是電子和原子核到處亂動。

按理說，原子核是帶正電的，所以原子核之間會受到庫倫斥力的排斥，不容易發生反應。我們在引爆氫彈時，通常是利用原子彈產生的高溫來引爆氫彈的核聚變。雖然恆星的內部溫度都很高，但距離引爆核聚變反應還有一些距離。

好在有量子隧穿效應的存在，就會有一定的機率發生核聚變反應，這個機率是極其低的。一對氫原子核要10億年才有可能發生一次核反應。但因為恆星巨大，粒子數夠多，才可以引發恆聚變，但速率並不會太快。

因此，恆星內部進行的是“溫和”的核聚變反應，不會像氫彈那樣一下子全炸了。宇宙中元素的丰度，70%左右都是氫，剩餘的大部分是氦，只有不到1%是其他元素。因此，構成恆星的主要都是氫和氦。

一開始的核聚變都是氫核聚變，氫核也就是質子。有兩個反應鏈，一個叫做質子-質子反應，一個叫做碳氮氧迴圈。整個過程都是氫核透過核聚變反應生成氦-4核。

恆星的死亡

根據恆星的質量不同，恆星的一生也會非常的不同。質量只有0.08個太陽質量~0.5個太陽質量的紅矮星，一生只能文火慢燉，主序星時期很久很久，氫燒完之後，由於引力不足以讓溫度進一步升高引發氦的核聚變，因此，氫燒完後只能等著涼涼，最後成了黑矮星。

而質量更大一點的恆星，比如：質量在0.5~3倍太陽質量的恆星，就會比紅矮星更進一步，在引力的作用下，點燃氦的核聚變反應，生成碳、氧。變成一顆紅巨星，氦燒完之後，引力對核心作用產生的溫度不足以引發碳、氧核聚變反應，它們的最終宿命就是一顆白矮星。

質量再大一些的恆星，比如：3-8倍的太陽質量的恆星。它們在末期還能夠引發碳、氧核聚變反應，生成鎂、矽、磷、硫等。

其中碳的核聚變反應速度就超級快的，可以說是一閃而過，連一秒都用不到，整個過程被我們稱為碳閃。

因為碳的燃燒速度是在太快，所以，此時恆星的外殼會被炸開，這就是Ia超新星爆炸的一種。在爆炸的過程當中，恆星的物質會被拋灑到太陽當中。

如果恆星的質量比較小，那隻留下一個質量很小的核心，最後形成白矮星；如果恆星的質量比較大，就會炸得啥都不剩。

在這種情況下，還有另外一種更常見的，這個恆星旁邊有一顆伴星，當它形成白矮星時，而伴星發展到紅巨星，這時候主星就會透過引力將伴星的質量吸積到自己身上，獲得了多餘的質量之後，達到引爆超新星爆炸的條件，於是就炸開了。

當然，上面這些還不是最猛的。更猛的是質量大於8倍太陽質量的恆星。它們不會發生碳閃，而可以讓燃燒碳進行得很平穩，碳燃燒完之後產生鎂、矽、磷、硫，氖，鈉等，這時候這些恆星的核心一般都能達到10億度左右，而氧燃燒生成矽、磷、硫。

後來，當碳氧燒完之後，在引力作用下，核心繼續升溫，達到20億度時，會繼續燃燒鎂、矽、磷、硫，氖，鈉等原子核。繼續下去，溫度達到35億度時，就會光裂變反應矽燃燒。緊接著矽燃燒的產物還會和氦聚合成更重的原子核。

最後，會產生鐵。不過這裡補充一句，很多人以為此時恆星內部只有鐵，其實這並不對，其實此時還有少量的鈷、鎳、銅、鋅元素。所以，這些恆星內部是存在比鐵原子序數更大的原子核。

而鐵原子核是比結合能最大的元素，它的核聚變不僅需要外接提供能量，而且產生的能量很少。因此，到了“鐵”這裡就基本上到頭了。而此時，這類恆星的溫度還會進一步上升，當達到40億度時，光子就會獲得特別高的能量，然後傳到鐵原子核內部，將鐵原子核擊碎，並釋放出大量的質子和中子，質子遇到電子後，就會發生結合成中子，釋放出中微子。由於引力特別大，因此這些物質在引力的作用下迅速坍縮，核心要麼成了一箇中子星要麼就是黑洞。同時，引發II超新星爆炸。

以上，其實就是Ia型超新星爆炸和II超新星爆炸的原理。

物理是要做受力分析的，不是寫小說:

力是物體運動的原因。力是改變物體狀態的原因。

可以說，凡是不做受力分析，或無法做受力分析的運動，其原因說法皆不成立。

物理不是寫小說，你可以隨意設定情節，故事，或假設。

也就是說，你不可以設定“地球有引力”，你不可以設定“宇宙奇點”。

那怎麼辦呢？

只有抽取物性，然後做受力分析。

超新星可以大致上分為兩大類，如果恆星的質量大於8個太陽質量，當它的核聚變停止時，在引力作用下就會快速坍縮。這樣的快速坍縮就會釋放大量的能量，並且產生一系列的連鎖反應，也就是發生超新星爆發。

還有一類，本來並不會發生超新星爆發，而是一顆白矮星。這顆白矮星會一直從這顆恆星夥伴處吸收物質。直到自己達到了錢德拉塞卡極限，也就是1.44倍太陽質量，電子簡併力扛不住了，忽然坍縮，然後發生超新星爆發。