研究展示宇宙最早期大质量恒星死亡过程(2)

　　这项研究工作严重依赖于CASTRO程序包，这是美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室计算研究所(CRD)开发的一款天体物理学程序包。有关这项研究的最新进展已经刊载于近期出版的《天体物理学学报》上。

　　第一代恒星尤其让科学家们感兴趣，因为它们产生了最早的重元素，这里所说的重元素是指所有那些原子量大于氢和氦的元素。当死亡来临，它们便将自己产生的所有重元素洒向周围的太空，从而为后续的世代的恒星，乃至星系的诞生奠定基础。通过对这些最早期恒星死亡模式的进一步了解，科学家们希望更好的搞清楚我们今天所处的这个宇宙是如何成型的。

　　程克钧(音译：Ke-Jung Chen)是加州大学圣克鲁兹分校的博士后，也是这项研究的第一作者。他表示：“我们发现存在一个狭窄的窗口，在此范围内恒星可以完全被炸毁而不会留下黑洞，在此之前还从未有人提出过这样的机制。但如果没有NERSC提供的资源，我们可能还将需要长得多的时间才能得到这一结果。”他说：“从用户的角度来看，这一设施的运行非常高效，是做科学非常方便的地方。”

　　为了模拟原始恒星的生命周期，研究组运用了一种一维恒星演化程序代码，名为“KEPLER”。这一程序设计中考虑了一些恒星演化的关键过程，如核燃烧以及恒星对流等机制。另外还加入了针对大质量恒星的一些特点，如元素的光致裂变，电子-正电子产生以及特殊相对论效应。研究组同时还考虑了广义相对论效应，这对于具有1000倍以上太阳质量的超级恒星而言是必须要考虑的重要因素。

　　这样做的结果是他们发现那些质量介于5.5万~5.6万个太阳质量的超级恒星寿命约为169万年，此后便会开始在广义相对论效应作用下变得不稳定并开始塌缩过程。随着恒星塌缩，其内部开始快速合成重元素，如氧，氖，镁以及硅等等。这一过程会释放大量能量，这股强大的能量压过了让恒星保持整体存在的引力作用，终于造成恒星塌缩中断并发生剧烈爆发——超新星爆发出现了。