恆星生成鐵時就會死亡，那鐵以上元素咋形成的？死亡時刻瞬間創造

2020-11-04 每日速攬

恆星是宇宙中的元素製造者，可以製造元素周期表上氫元素以外的絕大多數元素，但是恆星都害怕製造鐵元素，因為一旦開始製造鐵元素，就意味著這顆恆星將立即走向死亡。

恆星內部的核聚變基本都是從氫元素開始的，一般氫元素聚變到氦元素經歷的時間最長，比如我們的太陽，在100億年左右的時間中，進行的都只是氫元素到氦元素的聚變，當氦元素開始聚變的時候會發生氦閃，並在一瞬間釋放巨大的能量，之後太陽將進入紅巨星階段，其壽命將剩下不到一億年，在這一億年中，太陽內部的元素將聚變到碳、氮、氧等的階段，並不會聚變到鐵元素的級別上，因為太陽的質量還太小，內部的高溫高壓無法達到聚變成鐵元素的條件。

一般認為原始質量在太陽的8倍左右的恆星，進入到紅巨星階段的時候，內部的高溫高壓條件才可以聚變成鐵元素，然而到了聚變成鐵元素這個層次上的時候，聚變的過程已經不再釋放能量，而是開始吸收能量，也就是說鐵元素的聚變合成是吸收能量的，那麼當鐵元素在恆星內部形成的時候，內部向外的輻射擴張壓將消失，整個星體在引力作用下迅速向中心集中，將恆星的內核擠壓成中子星，接著巨量的物質再反彈出去，體現為整個星體的超新星爆發，這也意味著恆星的主序星階段結束了，所以超新星爆發又被叫做恆星的死亡，而鐵元素的創造又被稱之為恆星殺手。

在超新星爆發這一過程中，整個恆星將發出超過其一生核聚變釋放能量上百倍的能量，這種能量遠比恆星平時的核聚變能量高得多，所以在這一過程中，不但會有鐵元素會創造出來的，還會有鐵以上的很多種元素被創造出來，不過這些元素在被創造的時候都是吸收能量的，而且被創造的過程非常快，就在超新星爆發的一瞬間，元素周期表上鐵元素以上的大多數元素就都被創造出來了，也就是說在恆星死亡的瞬間，大多數元素便被創造出來了。

宇宙中還有一種方式可以創造鐵以上的元素，那就是中子星碰撞了，中子星碰撞的時刻產生的能量比超新星爆發還要大，溫度要高一倍，元素周期表上大多數的重元素都可以被創造出來，比如黃金，一般認為中子星碰撞時創造的更多。

我們地球上有形形色色的物質，它們都是由各種元素組成的，這些都是恆星的創造，包括我們的身體，實際上都是來自於恆星創造的物質，也可以說包括我們每個人在內，都是由恆星物質組成的。

相關焦點

  • 恆星核聚變到鐵元素就停止了，那鐵之後的重元素是如何形成的？
    從氫元素一直到鐵元素，實際上都是從恆星的核聚變反應中來的，那麼問題來了，比鐵元素原子序數更大的元素是咋來的呢？恆星：元素煉丹爐要了解這個問題，我們首先還是要從「恆星如何製造元素」入手。恆星被認為是宇宙的頂塔，宇宙中的光主要是由恆星發出來的。恆星會發光的原因是恆星的內核會發生核聚變反應，而恆星聚變反應的同時就是在製造原子序數更大的元素，那具體是咋回事呢？恆星的個頭實際上都非常大，質量也很大，就拿太陽系的情況來說，太陽就佔據整個太陽系總質量的99.86%，是地球質量的33萬倍。地球等類地行星在太陽系中都很渺小，幾乎可以忽略不計的存在。
  • 恆星核聚變到鐵就停止了,比鐵更重的元素是如何形成的?
    輕元素的產生 這就要從宇宙大爆炸說起，按照現在的主流理論，宇宙誕生於奇點的大爆炸，在宇宙形成的早期，氫元素和氦元素就佔據了99%以上，這是宇宙中最早期也是最基礎的元素，同時還是現在元素周期表最靠前的兩個元素。後來在很長的一段時間內，宇宙冷卻，直至第一顆恆星的誕生，並且由於恆星的質量一般都比較大。
  • 恆星核聚變到鐵就停止了,那比鐵重的元素都是怎麼來的?
    恆星的核聚變 按照如今的主流理論，宇宙起源於一次大爆炸。大爆炸之後，早期的宇宙逐漸形成各類粒子，最終在38萬年後，溫度降低到3000度左右，原子結構得以形成。這也奠定了宇宙的已知物質的基本成分，主要是氫原子和氦原子，兩者佔到了99%以上，而氫原子達到了70%以上。
  • 核聚變到鐵就停止了,元素周期表中鐵之後的元素都是咋來的?
    到了宇宙大爆炸之後的38萬年前後，宇宙的溫度下降到3000度左右，原子結構得以形成，光子在宇宙中傳播。此時形成的原子主要是氫原子、氦原子。這兩個元素是元素周期表最靠前的元素。因此，在我們現在這個宇宙中，氫原子和氦原子的佔比是最高的，達到了99%以上。那比氦元素原子序數更大的元素是咋來的呢？ 恆星：元素煉丹爐 在宇宙演化過程中，星雲物質在引力坍縮下，逐漸形成了各種天體，其中有一類叫做恆星。恆星區別於其他天體的最大特點就是因為核心核聚變反應而發光。那恆星和元素有什麼關係呢？
  • 越大的恆星越怕這種東西,因為它一出現就代表著恆星即將死亡
    而當恆星內部開始通過核聚變燃燒的時候，氫元素就開始形成氦元素了，接著鋰元素鈹元素硼元素等形成也隨即形成，不同質量的恆星能造就不同元素，通常質量越高的恆星所造的元素種類就越多，我們的太陽大致只能形成到碳和氧元素的階段，當形成氧元素的時候，它將因為內部的溫度和壓力無法再合成新的元素而趨向於熄滅，之後它會成為一顆白矮星。
  • 為什麼鐵元素會殺死恆星?
    然而，空間快速膨脹，宇宙的溫度和密度迅速下降，原初核合成只有條件合成出大量的氫、氦，以及極少量的鋰和鈹，但來不及合成其他更重的元素。我們身上包含了許多重元素，例如，碳、氧、鐵，以及還有比鐵更重的銅、碘等元素。那麼，這些元素都是怎麼來的呢？
  • 深度解讀：恆星核聚變到鐵元素就停止了，重元素是如何產生的？
    只不過鎳-62最終也會衰變成鐵元素，所以我們會習慣性地認為鐵元素的比結合能最高！這就類似GDP與平均GDP的關係，GDP再大，如果平均GDP很小也沒有多大實際意義！而鐵的比結合能是最高的，所有鐵元素最穩定。為何恆星核聚變到鐵元素就停止了呢？
  • 核聚變到鐵就停止了,那宇宙裡比鐵要重的元素都是怎麼來的?
    元素周期表上面的元素，看上去好像都是一個微觀問題。實際上，它們的形成和宇宙的演化，恆星的演化等是分不開的。元素其實有多種來源，接下來，我們就來簡單聊一聊元素周期表上的元素是咋來的，尤其是鐵元素之後的元素是咋來的。
  • 恆星內部的核聚變到鐵元素停止,那麼宇宙中的重元素怎麼來的?
    比鐵重的原子，可以經歷超新星等其他方式生成。原子平均核子質量中，鐵的平均核子質量是最低的。意味著鐵-56是最穩定的原子：（1）比鐵小的原子可以發生聚變，同時放出巨大的能量；（2）比鐵大的原子，可以發生裂變，也會放出巨大的能量
  • 恆星核聚變的終點是鐵元素，但是我們太陽的聚變過程到達不了鐵！
    鐵原子擁有最穩定的原子核，是核聚變與核裂變的「終點」，大質量恆星內部的核聚變到鐵就停止了，最後在恆星中心形成一個不穩定的鐵核，但是中小質量恆星由於溫度太低，聚變過程根本到達不了鐵元素。氦燃燒當恆星內部溫度上升到1億度時，氦元素將發生聚變，生成更重的元素，聚變過程也更加複雜，產物主要以碳和氧為主，還有一些氖元素等等。碳、氖、氧燃燒當恆星內部溫度達到8億度後，碳開始燃燒；達到15億度後，氖開始燃燒，達到18億度後，氧開始燃燒；其產物主要是矽元素，其他還有鈣、硫等等元素。
  • 核聚變到鐵就停止了嗎?那宇宙裡比鐵要重的元素是怎麼形成的?
    由於原子與原子核所佔據空間的巨大差異，使得內核空間突然變小了很多，引發猛烈的內爆，然後向外反彈形成超新星爆發。一顆超新星的亮度可以超過其所在星系全部恆星亮度的總和。巨大的能量瞬間就把鐵以後所有的自然元素聚變出來。而鈾以後的元素不是自然形成的，而是人工合成的，而且絕大多數都會迅速的分裂。
  • 鐵元素為什麼無法繼續聚變？那麼比鐵重的元素又是怎麼來的？
    ，而物質聚集就會導致核心溫度的升高，超過一定的閾值就會在核心區域點燃核聚變。上圖就是太陽聚變重元素的過程，但最後也只能將元素聚變為碳、氮、氧，並發生循環，最後太陽會在行星狀星雲中死亡，在其核心會留下以碳為主的白矮星。
  • 為什麼恆星聚變不能產生原子量比鐵更大的元素?
    宇宙起源於大爆炸，在大爆炸的前3分鐘，構成現在物質元素的基本粒子，如夸克、電子等大量聚合，就像水蒸氣遇冷凝聚成水滴一樣。夸克凝聚成原子核中的中子和質子，質子和中子再冷卻凝聚成氦原子核，從而形成了目前佔可見宇宙絕大部分的物質——氫和氦。而其他重元素是在天體形成過程中由核反應生成的。
  • 恆星核聚變產生鐵和更重的元素,太陽系絕大部分的氫從哪裡來?
    宇宙中豐度最高的元素就是氫元素，排在氫元素之後的就是氦元素。在太陽系也是如此，如果按照質量計算太陽系的氫含量大約佔了百分之70%，當然了太陽的質量是太陽系質量的99.8%，其他八大行星加上小行星、長周期彗星、柯伊伯帶內的天體、一些天體碎片等只佔了很小的一部分。
  • 為什麼有人說核聚變到產生鐵元素時就停止了?
    也就是說，宇宙誕生之後，在宇宙中形成了許多大的原子核，鐵元素原子核算是其中的一員，但並不是最大的原子核。因此，核聚變到產生鐵元素就停止是不合理的。如果是這樣，那元素周期表到達鐵元素就應該停下來。那核聚變到底是到哪會停下來呢？實際上，至今我們也不清楚，關於元素周期表的盡頭到底在哪，至今也沒有一個靠譜的理論可以給出答案。
  • 恆星核聚變的最終產物是鐵,為何恆星卻不會變成一個大鐵球?
    變化的順序大致分為氫元素——氦元素——碳元素——氧元素——氖元素——鎂元素——矽元素——鐵元素。由此可見，最終，恆星核聚變的最終產物是鐵。伴隨著鐵元素的形成，最終，恆星的核聚變反應也會停止，這也意味著恆星內部形成鐵原子核後，恆星也正式的迎來了死亡，等待它的，將會是一場超新星爆發。那麼，為何恆星不是一個大鐵球呢？
  • 揭秘宇宙黑洞從誕生到死亡的傳奇一生,太不可思議了!
    恆星主要由大量的氫原子聚集而成，它們由龐大的氣體分子雲在自身引力下坍縮形成。在其核心，氫原子發生核聚變產生氦，並釋放出大量的能量，能量以輻射的形式與引力抗衡，兩者之間產生微妙的平衡，只要恆星核心的核聚變存在，它就能維持穩定的結構。
  • 銀河系裡恆星的形成和死亡時的元素合成是一個非常稀罕的物理過程
    【作者：黃媂】在宇宙的 「原初核合成」和恆星的內部核合成如何產生我們身體內的各種元素的過程，其實在物質世界裡面還有一些其它元素，它們不一定是我們身體裡面必須的，但是這些元素跟我們的生活是息息相關的，下面就來剖析下這些元素是如何形成的。
  • 元素怎麼核聚變的，為什麼最終元素是鐵，恆星真會變成大鐵球嗎？
    恆星聚變的最終元素確實是鐵，但鐵卻不是最終的元素，而恆星呢也會成為一個鐵球，但卻不全是鐵球，要理清這個關係，必須來了解下這個過程。元素的秘密元素是怎麼誕生的？也許很多朋友會啞口無言，因為這問到了一個本質問題，根據現代天文理論，最早的元素誕生於宇宙大爆炸，也就是從宇宙從一個能量的濃湯中溫度下降到夸克膠子相變溫度以下時，夸克和膠子誕生，溫度繼續下降，夸克和膠子結合組成了重子，到3分鐘宇宙溫度下降10億K時，質子與中子結合，形成大量氫原子，以及少量氦原子與微量鋰原子核，但真正的元素需要等宇宙37.9萬年以後冷卻到捕獲電子構成原子時。
  • 核聚變能夠產生鐵元素,為什麼恆星最終結局卻不是變成鐵球?
    核聚變最初從氫元素開始，逐漸向越來越重的方向演化，最終能產生鐵元素。那麼問題來了，為什麼恆星沒有變成鐵球呢？在早期對宇宙的探索過程中，科學家們發現了一個值得注意的現象，有一種元素幾乎存在於每個星球上，它在相當一部分天體中還佔到了主導地位，它就是氫元素。氫元素在地球上的存在並沒有那麼明顯，但是在恆星中則尤為明顯，因為一顆恆星有超過90%的元素成分都是氫元素。