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为什么说我们都是宇宙核聚变的“废料”?

发布时间:2019-10-08 07:17 来源:未知 编辑:admin

  宇宙中的铁元素基本都是来自于恒星的死亡时刻,如果你看到一块铁陨石,那么基本可以肯定它就是某颗恒星死亡的产物,或者我们可以称它为恒星残骸,而我们的生活中使用的菜刀、斧头等铁质工具,说起来也都是用恒星残骸打造的,它们都和雷神之锤(传说为恒星残骸所铸)有着一样的渊源。

  其实不仅是铁质用具,包括你我的身体,我们所用的元素也大都是来自于恒星,有句话说在天文学家看来我们每个人(的身体)都是核废料,从某种意义上说这话并非虚谈,就连我们的地球,除了氢和部分氦元素之外,也都是由恒星超新星爆发时飞溅出来的残骸物质造就的。宇宙诞生之后只创造了氢元素和部分氦元素,其他的元素基本上都是恒星创造的,因为恒星都是大量的单一天体,其内部都进行着各种元素的核聚变,从氢元素聚变到氦元素,然后聚变到锂元素,硼元素、碳元素……一直到铁元素之前,这些元素的聚变都是会释放能量的。

  但是铁元素的聚变合成却是要吸收能量的,是在铁元素产生的一瞬间,恒星内部的核聚变向外辐射能量的过程就结束了,于是恒星内部向外的辐射压消失,这样恒星的大量物质就会在重力作用下迅速挤压到恒星的核心,将最核心的物质挤压成一颗中子星甚至黑洞,这个时候恒星的星体活动非常剧烈,大量的能量被释放出来,所以一瞬间可以生成大量的铁元素,而且强大的能量还能将铁元素进一步聚变,生成元素周期表中铁以上的元素,元素在通过聚变生成更高级的元素,于是大量的铁以及铁以上的元素就在超新星爆发的一瞬间产生了(另有一部分是中子星碰撞产生的)。

  所以,对于一颗恒星来说,铁元素的产生也意味着它的主序星阶段结束了,超新星爆发的一瞬间过后,它就会变成一颗中子星或者黑洞,它的内部将无法再进行核聚变现象,也意味着这颗恒星的生命走向了尽头,因此天文学上常常将恒星的超新星爆发现象称之为恒星的死亡。

  不过并非所有的恒星都可以进行这样的聚变,我们的太阳就不能生成铁元素。因为太阳这样的恒星质量太小,一般认为它只可以进行到碳和氧元素的聚变,内部的温度和压力就无法再进行更高级别元素的聚变了。恒星演化模型认为需要太阳8倍质量的恒星才可以在红巨星阶段的末期发生超新星爆发现象,也就是说只有那些达到太阳8倍质量的恒星才可以进行到铁元素的核聚变生成铁。

  但是那些大于太阳质量30倍的恒星在超新星爆发之后很可能生成黑洞,而黑洞会将恒星的大部分物质都吞噬掉,所以这样的恒星虽然可以创造铁元素,但是铁元素却无法进入到宇宙空间中,所以我们见到的铁元素基本上都是质量在太阳的8~30倍之间的恒星创造的。

  一部分铁及以上的元素是由中子星碰撞创造的,白矮星的碰撞也会释放一部分碳和氧等相对较轻的元素,但这其中以超新星爆发的贡献最大,总之我们平时所看到的所有物体所用的物质,绝大多数都是来自于恒星的制造。

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