恒星核聚变到铁元素就停止了,比铁更重的元素是如何产生的?

2022年10月29日15:29:07 科学 1644

我们都知道,万事万物都是由各种元素组成的,那么你有没有想过,如此多的元素到底是如何产生的?

这需要从宇宙诞生之初开始说起。

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宇宙初期,充满了氢元素,还有少量的氦元素,两者共同形成了最原始的星云。

由于温度密度存在差异,原始星云会在引力的作用下朝着密度更大的地方聚集,漫长的时间过后,最核心区域的温度压力变得越来越高,到了一定程度就会引发核聚变,形成最原始的恒星。

当氢燃料耗尽之后,如果恒星的质量够大,氦元素就会继续聚变下去,聚变成更重的元素,比如说碳,氧等。

但是,核聚变并不能一直聚变下去,聚变到铁元素时就戛然而止了,无论多大的恒星,都无法让铁元素继续发生核聚变,因为铁元素的聚变是需要吸收能量的,而不是释放能量,这与其他元素恰恰相反。

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当大质量恒星聚变到铁元素之后,核聚变就停止了,由于没有了与恒星自身重力相抗衡的能量,恒星开始急剧向内坍缩,进而引发猛烈的超新星爆发,产生比铁更重的元素。

这里有必要强调一点,核聚变无法产生比铁更重要的元素,超新星爆发过程产生比铁更重元素的过程并不是核聚变。

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超新星爆发是如何产生重元素的呢?

通俗来讲,就是蛮力,凭借超强的温度压力,强力把铁元素与中子结合在一起,形成重核,这个过程也是“中子俘获”的过程。

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因为没有了核聚变产生的外推力,大质量恒星自身产生的向内的重力完全放开了手脚,把所有恒星物质都拉进核心的方向,核心区域在短时间内温度压强急剧上升,强行把铁元素与中子结合在一起。

中子俘获的过程其实很复杂,但基本原理是这样的。

除了超新星爆发,宇宙中还有一种猛烈事件能产生比铁更重的元素,那就是中子星碰撞,同样是异常猛烈的宇宙事件。

能够看出,如今我们看到的丰富多彩的世界,我们身体里的每个细胞,每个原子,其实都来自宇宙诞生之初的那些原始恒星,而我们的太阳只是第三代恒星罢了。

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