在世界诞生的开始几分钟里,世界具有极高的温度和密度,氢和氦元素在此期间很多被组成出来。但是,空间快速胀大,世界的温度和密度敏捷下降,原初核组成只要条件组成出很多的氢、氦,以及极少量的锂和铍,但来不及组成其他更重的元素。
咱们身上包含了许多重元素,例如,碳、氧、铁,以及还有比铁更重的铜、碘等元素。那么,这些元素都是怎样来的呢?
能够说,多亏了恒星,尤其是大质量恒星,才有了后来的地球生命。世界大爆炸制作出了很多的氢和氦气体云,在世界满足冷却之后,它们会在引力的效果下坍缩构成恒星。在重力不断揉捏下,中心区域的温度变得很高,氢原子核获得了满足高的动能,它们之间能够战胜电磁力的排挤效果,发作磕碰,结组成氦原子核。氢核聚变是一切恒星的第一阶段,咱们的太阳现在正处于这样的阶段。
当恒星中心中的氢元素耗尽之后,堆集在中心的氦元素会经过3氦进程,相互磕碰构成碳元素。接下来,碳又会与氦结组成氧,氧还会进一步与氦结组成氖。关于世界中的大部分恒星,也包含太阳在内,核聚变只会进行到这一程度,之后将会胀大为红巨星,终究中心坍缩为细密的白矮星。
但关于那些质量在太阳8倍以上的大质量恒星,跟着不断的引力坍缩,中心温度能够上升到30亿度,它们能够发动硅核聚变。在这样的一个进程中,硫、氩、钙、钛和铬等重元素相继组成。
不过,硅焚烧进程是有限的,不会无限发作更重的元素。事实上,这样的一个进程的持续时间十分时间短,一般只要一天。由于一旦组成出恒星“杀手元素”——铁,整个核聚变进程将会很快宣告完毕。
在铁之前的元素,比结合能跟着质子数的添加逐步增大,原子核变得越来越安稳。这些元素发作核聚变生成更重的元素,将会释放出能量,所以核聚变能够不断进行下去。但是,具有最大比结合能的铁原子核发作核聚变之后,发作的能量还没有吸收的多,所以铁核聚变会吸收能量。
一旦恒星中心区域的能量被铁核聚变所吸收,辐射压会敏捷下降,引力坍缩效应占有主导效果。恒星原有的平衡会被打破,中心遭受引力的激烈揉捏之后,将会引爆恒星,导致超新星迸发。
在超新星迸发进程中,将会释放出巨大的能量和自在中子,铁原子核能够抓获中子,组成出铜、碘等重元素,乃至是铀这样的超重元素(近些年的观测标明,中子星磕碰也会发作重元素)。尽管铁元素杀死了恒星,但也引发了更重元素的组成,这为地球生命的诞生发明了条件。
46亿年前,太阳邻近的超新星迸发不光送来了重元素,并且还引发太阳系的构成。咱们身上的重元素从前都是那颗大质量恒星的一部分,“咱们都是星尘”这句话的意义就在于此。