恒星核聚变到铁元素就停止了,那么比铁更重的元素从哪里来的?
我们所说的核聚变通常是释放能量的,不过也有核聚变不但不释放能量,反而需要吸收能量才能进行下去,比如说铁元素之后的核聚变就是如此。
事实上,当恒星核聚变到铁元素之后,核聚变并没有全部停止,大质量恒星仍旧能进行核聚变,只不过此时的核聚变不再释放能量,需要吸收能量。
为什么会这样?
简单说,因为铁元素最稳定,铁元素的比结合能最高。
何为"比结合能"?首先需要了解一下结合能。
我们都知道,原子核是由质子和中子等核子组成的,质子和中子通过强大的强核力结合在一起,而要把质子中子拆开或者组成在一起需要极大的能量,这种能量就是结合能。
而比结合能就是结合能与核子数的比值。
比结合能越高,代表着元素越稳定,而铁的比结合能最高,所以它最稳定。
当然,通过根据爱因斯坦的质能方程也能加以解释,铁元素之前的元素在进行核聚变时会损失质量,自然会释放能量,而铁元素之后的重元素聚变会增加质量,当然要吸收能量。
当恒星需要吸收能量才能发生核聚变时,意味着引力和核聚变产生的力量被打破了。
在恒星核聚变初期,之所有恒星能稳定地进行核聚变,就是因为两种力量的平衡,分别是恒星自身的引力,还有核聚变释放出来的强大能量产生的外推力,一个向内一个向外,两者完美平衡才能让核聚变持续下去。
而核聚变到铁元素之后,不但不再释放能量,反而要吸收能量,就没有力量来对抗引力来维持平衡,这样恒星就会在引力的作用下迅速向内坍缩,结果会发生猛烈的宇宙事件,超新星爆发。
超新星爆发会产生巨大的能量,短短几秒钟产生的能量比太阳一生产生能量总和还要多,如此大的能量足以让铁元素继续聚变下去,产生比铁更重的元素,比如说,金银等元素。
而超新星爆发之后,会留下无比致密的核心,也就是中子星或者黑洞。其他物质都在超新星爆发的过程中抛洒到浩瀚星际空间,成为新一代恒星行星的原材料!
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