恆星核聚變到鐵元素為止 那麼宇宙中鐵以上重元素從哪裡來?

恆星核聚變到鐵元素為止 那麼宇宙中鐵以上重元素從哪裡來?

明確回答:核聚變並沒有到鐵就停止了,宇宙中比鐵重的元素都是通過核聚變得到的,包括人造元素。

認為核聚變到鐵就停止了的認識是隻侷限於恆星主序星過程的核聚變,而沒有認識到超新星大爆炸和大質量天體碰撞過程是一種更高級別的核聚變。

一般來說,像太陽這種中小質量的恆星,核聚變到了碳元素就停止了,沒有足夠的引力激發更重元素的核聚變。大於太陽質量8倍以上的恆星,中心核聚變會一直進行到鐵元素為止。核聚變停止後,中心沒有了抵抗引力壓力的能量,恆星巨大質量導致的引力坍縮以亞光速衝撞鐵核,反彈的速度和能量導致超新星大爆炸。

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超新星大爆炸的能量是巨大的,在一瞬間釋放出太陽100億年總釋放能量的若干倍。2016年1月觀測到的一顆超新星爆發,其瞬間亮度達到太陽的5700億倍,比銀河系所有恆星亮度加起來還要亮20倍。

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除此以外,還有大質量天體的碰撞,如中子星、黑洞,甚至白矮星,它們同類碰撞或者相互碰撞都會導致和超新星一樣甚至更劇烈的爆發。

不管是超新星爆發還是大質量天體相撞爆發看,有時還會形成宇宙最厲害的能量暴~伽馬射線暴,這種射線暴會氣化掉附近上百光年的星體,破壞力可以達到上萬光年,是宇宙第一殺手。據分析,宇宙絕大多數文明都無法發展到高級狀態,就是因為伽馬射線暴不定期清理的結果。

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這種大爆發會在周邊一個巨大空間重現宇宙大爆炸初期的億億度高溫和巨高壓狀態,所以在這樣極端的溫度和壓力下,什麼樣的重元素不會生成呢?

現在宇宙中已經發現的118種元素,其中鐵以上元素都是在這種情況下生成的,生成的方式同樣是核聚變,在極高的溫度和壓力下,核融合就成了輕而易舉的事情了。

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2017年,轟動整個世界天文學界的一次大事件,就是觀測到了距離我們1.3億光年的兩顆中子星相撞的引力波,據科學家估計,這次相撞生成的黃金碎片散播在太空中,達到300個地球質量。

中子星相撞這種極高壓力和溫度,開始生成的元素應該是超重元素,隨後會不斷裂變,直到形成92號鈾元素才會穩定下來。這其中也會生成47號元素銀、79號元素金、82號元素鉛等。

在元素週期表中118種元素中,有92種是自然界發現的,有26種是人造元素。這是因為有些元素的半衰期太短,自然界丰度就非常小,因此很難得到,就只有通過人工製造來補缺。

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這些人造元素一般都是用加速器或核反應堆通過核聚變生成,是在已有元素基礎上,用某種元素的原子核作為“炮彈”來轟擊另一種元素,擊穿原子核外殼擊中原子核,使兩種元素的核融合成一個新核,這樣新元素就產生了。

一般人工製造的新元素都是某元素的同位素,而且只能遵從“加法”,也就是相對較輕元素變為較重元素,比如用硼(原子序數5)轟擊鐦(原子序數98),得到103號元素鐒。

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所以不管天然元素還是人造元素,都是採用核融合(核聚變)的方式得到的。

大質量天體發生超新星大爆炸或者相互碰撞得到的重元素,其中雖然有裂變的過程,但最開始形成的超重元素只有核聚變才能得到,有了超重元素,才可以裂變出各種較輕的元素。

我們地球上含有宇宙中存在的所有元素,這說明我們太陽系並不是宇宙原始星雲形成的,而是超新星大爆炸後的再生星雲形成的。

宇宙年齡已經有138億歲。大質量恆星的壽命普遍很短,一般在幾千萬年到幾億年,有的甚至只有幾百萬年,比如R136a1質量相當太陽的265倍,壽命就只有300萬年。因此宇宙初始的大質量恆星早就生生死死很多代了,這樣宇宙中最原始的星雲就應該早就沒有了後者極少了。

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宇宙剛誕生時,只有氫和氦和少量的鋰等輕元素,第一代恆星就是以這些元素形成的。

幾億年後,大質量恆星就有很多超新星大爆發消亡了,既然鐵以上重元素都是大質量天體爆炸產生的,因此,在宇宙誕生不久,這些重元素就應該都有了。

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