分享

​元素从哪里来?我又从何而来?我们都是恒星的孩子

 量子猫科学 2021-03-12

们从初中开始就学化学,我们进行过各种各样的化学反应实验,所以我们很熟悉的一个,门捷列夫的元素周期表。

我们在进行化学反应的时候,实际上是无法改变这个元素的,它只能够从某个化合物,变成另外一个化合物。

元素,实际上是构成我们生命的一个最重要的东西,比方对我们生命来说,氧、磷、硫、碳都是我们重要的元素

一、我们很自然地会问,元素它从何而来 从哪里来?

太阳大气它主要的化学成分百分之七十几的质量是由氢所构成,百分之二十几的质量是由氦所构成。

比氢、氦更重要的元素,非常非常的小,在天文学的角度,会把这些元素叫做金属。

这里列出了太阳表面元素90%是氢 ,9%为氦,而其他比氢、氦更重的这些元素不到1%,这些元素来自哪里呢?

在这里我们看到一幅图

是从宇宙的大爆炸,到我们现在,布满星空的宇宙。

我们知道进行核反应需要高温,高密度的场所,所以元素它应该来自于一个高温,高密度的环境。

不管怎么说,我们认为元素主要是来自于天上

我们从古到今,人们常常会有一个梦想,希望能够点石成金

确实我们人类,现在可以通过这样一些人工,可以制造一些核素,但这样一种人工制作核素的代价非常的巨大,可以说会得不偿失。

二、那接下来我们看看这个元素,它究竟如何从天上来?

在我们整个宇宙演化的进程当中,高温高密度场所在哪里有呢

宇宙的极早期,会有高温高密度场所

在我们的今天,恒星内部它可以提供高温高密度场所,所以我们元素的起源,最主要的环境第一来自于原初核合成。

它可以形成氢和氦这样一些元素,那么恒星内部的合成,可以形成一些更重的核素。

那么原初的合成,是否可以形成更重的核素呢?

这实际上是不可能,因为我们原初会受到这样一个,氘瓶颈的限制。

在宇宙的极早期,电子辐射和物质紧密耦合在一起,你如果能够进行更重核的核反应,那么高能的光子会足以把这样一些轻核给它击碎掉,所以说只有当宇宙,冷却到一定程度的时候,原初的核合成才能够得以进行。

所以说原初它不能够形成比氢氦锂铍硼更重的核素。

那么在恒星内部也是一个非常重要的核合成的场所,比方说,氢的热核聚变反应,它可以通过这种自发的产能,一直烧到铁族元素。所以我们也很正常也会问

那么比铁更重的这些元素,它如何形成呢

是否还可以通过一个质子的轰击,来获得这样一些元素呢?

实际上是不可以的,如果我们能够把这样一个质子,能够轰到这样铁族元素内部去的话,在这样一种高温的环境,那么光子是足以把铁核,把它击碎成为α粒子,质子这样的粒子的。

所以说比铁元素更重的元素的形成,它需要走另外的通道。

比方说通过中子俘获反应来进行,在自然界当中不存在自由的中子,但是在恒星 在天体内部,它可能会存在一些特殊的环境,会产生一些中子流,会使得这样一个,中子俘获反应得以产生。

那么在天体的环境主要有两个,重要的中子俘获反应的过程,一个是对于低质量恒星,在它渐进巨星支演化阶段的,慢中子俘获反应,它一直可以形成到B209这样的核素。

那么还有一部分中子俘获反应,它可能会产生在超星爆发,以及我们最近所讲的这样一个,双中子星并合事件当中,可以形成一些重核。

总而言之

我们现在所获取的这样宇宙当中的元素,是一代又一代恒星演化的这样产物,恒星在整个宇宙元素演化的当中,扮演着及其重要的作用。

我们可以认为它是宇宙的大熔炉,不仅仅为恒星提供能源,让我们看到了星光,同时它也合成了元素,尤其形成了这种碳氢氧这样元素,使得我们形成我们地球上,这样一些生命。

恒星它是整个星系,整个宇宙化学演化当中,非常非常重要的一环。

’这一幅图当中,给出了人体最主要的这样一些化学元素,有氢氧碳磷氮磷硫等等这样一些核素

那么这些核素,都是在天体的环境当中得以产生,我们氢来自于原初核合成,我们的碳、氧,来自于大质量恒星的演化的过程。

所以说我们可以说自己是一个,由星尘所组成,我们体内的铁,那么实际上是来自于超星爆发,所以我们每一个人,都可以归结成为星尘。

天文学实际上是一门小学科,对很多人来说,觉得它高冷而遥不可及,但实际上天文离我们并不遥远,我们人类是整个,宇宙演化当中的一部分,我们每一个都是星尘。

    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多