為啥有人說我們每個人都是核廢料?其實這並非虛談

宇宙 核聚變 黑洞 我們的太陽 地球 天文 科普大世界 2019-04-06

宇宙中的鐵元素基本都是來自於恆星的死亡時刻,如果你看到一塊鐵隕石,那麼基本可以肯定它就是某顆恆星死亡的產物,或者我們可以稱它為恆星殘骸,而我們的生活中使用的菜刀、斧頭等鐵質工具,說起來也都是用恆星殘骸打造的,它們都和雷神之錘(傳說為恆星殘骸所鑄)有著一樣的淵源。

為啥有人說我們每個人都是核廢料?其實這並非虛談

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為啥有人說我們每個人都是核廢料?其實這並非虛談

其實不僅是鐵質用具,包括你我的身體,我們所用的元素也大都是來自於恆星,有句話說在天文學家看來我們每個人(的身體)都是核廢料,從某種意義上說這話並非虛談,就連我們的地球,除了氫和部分氦元素之外,也都是由恆星超新星爆發時飛濺出來的殘骸物質造就的。宇宙誕生之後只創造了氫元素和部分氦元素,其他的元素基本上都是恆星創造的,因為恆星都是大量的單一天體,其內部都進行著各種元素的核聚變,從氫元素聚變到氦元素,然後聚變到鋰元素,硼元素、碳元素……一直到鐵元素之前,這些元素的聚變都是會釋放能量的。

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但是鐵元素的聚變合成卻是要吸收能量的,是在鐵元素產生的一瞬間,恆星內部的核聚變向外輻射能量的過程就結束了,於是恆星內部向外的輻射壓消失,這樣恆星的大量物質就會在重力作用下迅速擠壓到恆星的核心,將最核心的物質擠壓成一顆中子星甚至黑洞,這個時候恆星的星體活動非常劇烈,大量的能量被釋放出來,所以一瞬間可以生成大量的鐵元素,而且強大的能量還能將鐵元素進一步聚變,生成元素週期表中鐵以上的元素,元素在通過聚變生成更高級的元素,於是大量的鐵以及鐵以上的元素就在超新星爆發的一瞬間產生了(另有一部分是中子星碰撞產生的)。

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所以,對於一顆恆星來說,鐵元素的產生也意味著它的主序星階段結束了,超新星爆發的一瞬間過後,它就會變成一顆中子星或者黑洞,它的內部將無法再進行核聚變現象,也意味著這顆恆星的生命走向了盡頭,因此天文學上常常將恆星的超新星爆發現象稱之為恆星的死亡。

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不過並非所有的恆星都可以進行這樣的聚變,我們的太陽就不能生成鐵元素。因為太陽這樣的恆星質量太小,一般認為它只可以進行到碳和氧元素的聚變,內部的溫度和壓力就無法再進行更高級別元素的聚變了。恆星演化模型認為需要太陽8倍質量的恆星才可以在紅巨星階段的末期發生超新星爆發現象,也就是說只有那些達到太陽8倍質量的恆星才可以進行到鐵元素的核聚變生成鐵。

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但是那些大於太陽質量30倍的恆星在超新星爆發之後很可能生成黑洞,而黑洞會將恆星的大部分物質都吞噬掉,所以這樣的恆星雖然可以創造鐵元素,但是鐵元素卻無法進入到宇宙空間中,所以我們見到的鐵元素基本上都是質量在太陽的8~30倍之間的恆星創造的。

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一部分鐵及以上的元素是由中子星碰撞創造的,白矮星的碰撞也會釋放一部分碳和氧等相對較輕的元素,但這其中以超新星爆發的貢獻最大,總之我們平時所看到的所有物體所用的物質,絕大多數都是來自於恆星的製造。

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