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宇宙中的那些金、銀、鉛、汞等重元素是怎麼來的呢?

在宇宙的重子物質組成中,氫元素最為豐富,它的質量佔比可達75%,氦元素的質量佔比約為24%緊隨其後,其他元素加起來的質量佔比只有1%左右。雖然通過氫可以合成比它更重的任何自然化學元素,但宇宙中的氦絕大部分還是跟氫一樣,來自最初的太初核合成。宇宙在最初幾分鐘產生了大量的質子和中子,其中一部分質子與中子結合成氦原子核,所以目前的宇宙中才會有如此多的氦元素。除此之外的絕大部分元素,最初都是從氫元素轉變而來,這種過程起始於恆星內部。

恆星從主要來自宇宙早期的氫氣和氦氣雲中形成,在恆星的核心部分,高溫高壓的環境可以使氫發生核聚變反應。氫的核聚變反應過程有兩種,一種是小質量恆星採用較多的質子-質子鏈反應,還有一種是大質量恆星採用較多的碳氮氧循環。最終的結果就是,四個氫原子核通過一系列的反應合成為一個氦原子核。

在大質量恆星內部的氫都轉變為氦之後,沉積在核心的氦又會通過3氦過程結合成更重的元素。直到第26號元素鐵被合成出來之後,情況將會發生變化。因為鐵的比結合能是所有元素中最高的,所以它的核聚變反應會消耗能量,使得恆星失去平衡而爆炸成超新星。然後,鐵元素通過捕獲超新星過程中產生的自由中子,又能進一步合成一直到第94號元素鈈的自然化學元素,其中也包括第92號元素鈾。除此之外,兩顆中子星的碰撞也能製造出重元素。

多種元素都是從原先的氫聚變、氦聚變的基礎上和之後的其它元素聚變而來的,氫聚變是最初的核聚變反應。

那些金、銀、鉛、汞等重元素是怎麼來的呢?

我們知道現在太陽上正發生的聚變反應是氫聚變,而氫聚變的產物就是氦元素,當現在的太陽上接近四分之三的氫元素全部聚變為氦元素時,太陽就開始向紅巨星方向演化了。

由於太陽的質量還是太小,我們把目光轉向那些更大質量的恆星,比方說,10倍或者更多倍於太陽質量的恆星。

這種級別的大恆星,在完成氫聚變時,恆星的核心都是氦元素了,恆星內核開始坍縮,所有物質向中心聚集,此時溫度開始變得更高了,點燃氦聚變,而氦聚變的產物是比它更重一點的碳元素。

當恆星內核開始不斷的聚變收縮、收縮聚變時,內部的元素開始向更重的元素轉變,當恆星內核中硅聚變反應停止時,此時恆星內核里都是鐵元素了,到了這個地步時,恆星內核聚變反應停止,緊接著就會產生「超新星爆發」的現象。

超新星爆髮帶來恐怖的熱量與能量,鐵元素開始向更重的元素聚變,在超新星爆發的過程中,更重的元素誕生了,像金、汞、鉛、鈾等等較為重的元素。

PS:未經同意不得轉載(圖片來源網路)

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