恒星只能核聚变到铁元素，铁之后的元素是如何诞生的？
恒星的核聚变最多只能进行到铁元素，那么元素周期表上的其它元素是从哪里来的呢？我们这个宇宙的元素究竟是从哪里来的呢？太阳有71.3%的物质是由氢气组成的，氦气占27%，其它的元素仅占了2%，那么太阳中的氢气是从哪里来的呢？
文章插图
宇宙大爆炸现在主流的科学观点认为在138亿年前，宇宙起源于一次奇点大爆炸。这个奇点是一个体积无限系小但是质量却无限大的物质，它基本上蕴含了宇宙万物，在奇点爆炸之后，宇宙开始膨胀，形成了我们现在看到的各个天体。
文章插图
而在宇宙的诞生之初只有两种元素，氢和氦，它们的比例是3:1，所以我们的恒星太阳当中丰富的氢和氦就是来源于宇宙大爆炸。氢和氦分别是我们元素周期表中的1号元素和2号元素，那么其它元素是如何产生的呢？核聚变恒星在混沌的一片星云当中横空出世，由于它的质量巨大，其内部核心的压力和温度非常之高，推动了原子的运动，核聚变还是产生了。刚开始，恒星当中的氢原子进行碰撞，通过核聚变产生了氦。而氦又通过核聚变，生成了碳和氧。
文章插图
质量越大的恒星，能进行的核聚变也越多。但是即使是超大质量的恒星，聚变到最后能产生的也只能到铁元素。这是因为原子序数在铁之前 的元素都有聚变的倾向，能够通过核聚变来获得更大的能量。但是铁要进行核聚变所需的能量要非常之多，恒星内部无法达到铁达成聚变的条件。那么铁之后的元素都是从哪里来的呢 ？
文章插图
红巨星当太阳这样大小的恒星过完自己的青年时期，要进入中老年时期的时候，它就会从主序星上消失，然后开始膨胀变成一颗红巨星。红巨星的内核当中中子会被原子核强力抓住，而铁可以通过这种慢中子的捕获过程来生成比铁还要重的金属。
文章插图
然而，宇宙当中除了恒星还有许多能量非常强大的天体，比如超新星爆炸、中子星，虽然恒星的力量不足以进行更深层次的核聚变，但是恒星死亡爆发了新的巨大的能量。超新星爆发超新星爆发放射出的能量可能比太阳一生的能量都还要多，在如果高密度能量的冲击下，快中子的密度也极高，铁在这个过程中捕获了快中子，因此许多原子序数比铁还高的元素就出现了 。此外，中子星的合并也产生了非常多的稀有元素，这是因为当中子溃散之后逐步衰变成了质子，重原子也产生了。
文章插图
到这里，我们就知道宇宙中的元素都是如何产生的了。最原始的构成天体主要成分的氢气和氦气都是宇宙大爆炸时期所形成的，而从氦往后到铁以前的元素都能够从恒星的核聚变中得到。因为铁发生巨变对能量的要求极高，恒星达不到，所以当恒星膨胀成红巨星、甚至超新星爆发，甚至中子星合并的时候超大规模的能量产生，推动了宇宙间更重的元素的产生。
文章插图
一切事物都是有源头的。也正是因为铁之后的元素生成条件越来越难得，所以数量往往也会越来越稀有，物以稀为贵，价格也会越来越高。小结：地球上的元素都是从哪里来的呢？如果恒星的核聚变只能进行到铁的话，那么之后的元素是如何形成的呢？宇宙大爆炸的时候形成了氢气和氦气，这是两种宇宙间最为丰富的气体，随着星云聚集，恒星的出现，恒星内部的高温高压开始自发形成了核聚变，氢原子开始聚变。恒星的质量越大，能聚变产生的元素也越多，但是最多也只能进行到铁。铁之后的重元素只能依靠更为强大的能量来生存，比如超新星爆炸和中子星合并。也正是因为这些事件在宇宙中非常少见，越难生成的元素越稀有，往往也越昂贵。关注麦克斯韦妖妖灵，带你了解最新最有趣的科学动态。
推荐阅读
- 恒星 190光年外，科学家发现一颗比宇宙还古老的恒星，怎么回事？
- 黑洞 白矮星、中子星、黑洞，并非恒星最终结局它们还将各自演变！
- 盾牌座 比大犬座更大的恒星光在表面飞行需要9小时能容纳45亿个太阳
- 核聚变反应 将足够的水浇在太阳上，到底会发生什么，结果让人意想不到！
- 红矮星 最小的恒星有多小？
- 旋转臂 行星、恒星、星系都在旋转，宇宙是否也在旋转宇宙微波给出答案
- 巴苏 证据来了黑洞并非都由恒星坍缩产生，有些是直接坍缩的
- 恒星 黑洞叫引力坍缩彻底的恒星十亿光年外看地球会看到时光倒流
- 天文学家 每秒转动401次的中子星，距离地球11000光年，它在疯狂吞噬恒星
- 核聚变反应 中国核聚变迎来新突破，原料不再是问题，离人造太阳又近了一步