鐵元素是坍縮恆星中產生的最後一種元素，為什麼？

其實在回答這個問題之前，我們必須確認這個問題本身是否存在錯誤。因為鐵並不是坍縮恆星產生的最後一種元素，而鎳才是。因此在這方面，鎳才是特殊的元素，而不是鐵。

鐵的特殊之處在於鐵，特別是鐵-56，在所有可能的元素中，每核子的結合能最高。因此，核聚變只能通過將較輕的原子熔合成鐵-56或更低質量的原子來釋放能量。超過這一點，核聚變不能釋放能量，因此無法維持自身。

在恆星中，熱和壓力迫使像氦和氫這樣的輕元素熔合成較重的元素。隨著恆星年齡的增長，這些元素會融合成更重的元素等等，直到它們產生鐵和鎳（如果恆星足夠大的話）。當輕元素熔合成更重的元素時，恆星會經歷一系列可預測的聚變反應，這些元素在恆星核心聚集，直到達到足以融合成更重元素的密度，以此類推，直至鐵或恆星質量所能支持的任何輕元素。

這是所有這些元素產生的主要方法，也是宇宙中最常見的元素包括氦、氧、氮和碳的原因，這些元素都是恆星聚變的早期副產品。另一種最常見的氖是由鈹產生的，如果它不是像鎳那樣在恆星內部以高度不穩定的形式產生的話，這種情況會更加普遍。

所以你可能會問，如果恆星聚變不能超越鐵，而宇宙原本只有氫和氦，那麼鈾和其他所有較重的元素從何而來？

其實一旦有足夠多的恆星熔合成鐵，再也沒有足夠的輕元素以足以支撐恆星抵抗自身引力的速度繼續融合。

恆星在幾秒鐘內崩塌，就像粒子被拋到研究加速器裡一樣，所有的質量都以能量碰撞在一起，鐵和其他重原子可以被迫融合成更重的原子，儘管這種反應會消耗一些坍縮的能量。這並不是一種可持續的聚變反應，就像數百萬年來為這顆恆星提供動力的核聚變反應。這是一個瞬間的高能聚變脈衝，由衝撞中的恆星物質的慣性提供動力，很快，它就結束了。在崩塌之前，大部分剩餘的較輕的原子沒有被耗盡，現在它們釋放出足夠的能量將恆星炸開。結果產生了一顆超新星，它將一些曾經的恆星噴射回太空，在那裡它被回收成新的恆星，或是富含較重元素的太陽系。比鐵重的元素也由其他高能宇宙事件產生，特別是超新星和中子星的碰撞。