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恒星核聚变到铁元素为止 那么宇宙中铁以上重元素从哪里来?

2019-07-19来源:汽车品牌网
恒星核聚变到铁元素为止 那么宇宙中铁以上重元素从哪里来?

明确回答:核聚变并没有到铁就停止了,宇宙中比铁重的元素都是通过核聚变得到的,包括人造元素。

认为核聚变到铁就停止了的认识是只局限于恒星主序星过程的核聚变,而没有认识到超新星大爆炸和大质量天体碰撞过程是一种更高级别的核聚变。

一般来说,像太阳这种中小质量的恒星,核聚变到了碳元素就停止了,没有足够的引力激发更重元素的核聚变。大于太阳质量8倍以上的恒星,中心核聚变会一直进行到铁元素为止。核聚变停止后,中心没有了抵抗引力压力的能量,恒星巨大质量导致的引力坍缩以亚光速冲撞铁核,反弹的速度和能量导致超新星大爆炸。

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超新星大爆炸的能量是巨大的,在一瞬间释放出太阳100亿年总释放能量的若干倍。2016年1月观测到的一颗超新星爆发,其瞬间亮度达到太阳的5700亿倍,比银河系所有恒星亮度加起来还要亮20倍。

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除此以外,还有大质量天体的碰撞,如中子星、黑洞,甚至白矮星,它们同类碰撞或者相互碰撞都会导致和超新星一样甚至更剧烈的爆发。

不管是超新星爆发还是大质量天体相撞爆发看,有时还会形成宇宙最厉害的能量暴~伽马射线暴,这种射线暴会气化掉附近上百光年的星体,破坏力可以达到上万光年,是宇宙第一杀手。据分析,宇宙绝大多数文明都无法发展到高级状态,就是因为伽马射线暴不定期清理的结果。

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这种大爆发会在周边一个巨大空间重现宇宙大爆炸初期的亿亿度高温和巨高压状态,所以在这样极端的温度和压力下,什么样的重元素不会生成呢?

现在宇宙中已经发现的118种元素,其中铁以上元素都是在这种情况下生成的,生成的方式同样是核聚变,在极高的温度和压力下,核融合就成了轻而易举的事情了。

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2017年,轰动整个世界天文学界的一次大事件,就是观测到了距离我们1.3亿光年的两颗中子星相撞的引力波,据科学家估计,这次相撞生成的黄金碎片散播在太空中,达到300个地球质量。

中子星相撞这种极高压力和温度,开始生成的元素应该是超重元素,随后会不断裂变,直到形成92号铀元素才会稳定下来。这其中也会生成47号元素银、79号元素金、82号元素铅等。

在元素周期表中118种元素中,有92种是自然界发现的,有26种是人造元素。这是因为有些元素的半衰期太短,自然界丰度就非常小,因此很难得到,就只有通过人工制造来补缺。

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这些人造元素一般都是用加速器或核反应堆通过核聚变生成,是在已有元素基础上,用某种元素的原子核作为“炮弹”来轰击另一种元素,击穿原子核外壳击中原子核,使两种元素的核融合成一个新核,这样新元素就产生了。

一般人工制造的新元素都是某元素的同位素,而且只能遵从“加法”,也就是相对较轻元素变为较重元素,比如用硼(原子序数5)轰击锎(原子序数98),得到103号元素铹。

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所以不管天然元素还是人造元素,都是采用核融合(核聚变)的方式得到的。

大质量天体发生超新星大爆炸或者相互碰撞得到的重元素,其中虽然有裂变的过程,但最开始形成的超重元素只有核聚变才能得到,有了超重元素,才可以裂变出各种较轻的元素。

我们地球上含有宇宙中存在的所有元素,这说明我们太阳系并不是宇宙原始星云形成的,而是超新星大爆炸后的再生星云形成的。

宇宙年龄已经有138亿岁。大质量恒星的寿命普遍很短,一般在几千万年到几亿年,有的甚至只有几百万年,比如R136a1质量相当太阳的265倍,寿命就只有300万年。因此宇宙初始的大质量恒星早就生生死死很多代了,这样宇宙中最原始的星云就应该早就没有了后者极少了。

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宇宙刚诞生时,只有氢和氦和少量的锂等轻元素,第一代恒星就是以这些元素形成的。

几亿年后,大质量恒星就有很多超新星大爆发消亡了,既然铁以上重元素都是大质量天体爆炸产生的,因此,在宇宙诞生不久,这些重元素就应该都有了。

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