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酷儿话科技:探索恒星的轮回 看宇宙中的大戏!

好句子 2013-09-29 08:11:27
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亲爱的读者你好,我是本篇文章的作者酷儿,很高兴你我能在这么大的互联网相遇,世界好大奇妙的事情每一天都有,就让我们一起去发现!我们之前讲过了哪些小质量的恒星,最后就要看看那些大胖子了,质量超过太阳9或10倍的大质量恒星,它们又是个什么样的结局?

大质量恒星也要经历碳燃烧,但由于总质量足够大,碳燃烧得以稳定的进行,不会造成所谓的碳闪现象,碳燃烧会产生镁、硅、磷、硫,当然也会有氖、钠等元素的原子核,然而恒星比较大,外围壳层当中还在继续进行着氦的燃烧和氢的燃烧,当内核温度达到十亿开的时候,氧燃烧也进行了,炉渣也是硅、磷、硫,不过我们之前提到过的库仑壁垒也是依然存在的,那到了这个时候,核聚变它还能如何进行下去呢?

还是相同的道理,必须要求温度进一步的提升,而大质量恒星它就有这种能力了,引力可以让恒星进一步的收缩,温度和密度都会不断的上升,当核心温度超过20亿开的时候,氧燃烧留下的炉渣也会成为新的燃料,而当温度达到惊人的35亿开的时候,情况又会变得完全不同,将会出现非常奇怪的一种反应,有多奇怪?就连光子都会参与反应,这就叫作光裂变反应,镁、硅吸收光子,裂变成为原子量较小的铝、氖、氧,同时产生质子,也就是氢原子核、中子核、氦原子核。

但是,氢与氦的量是非常有限的,而铝、氖、氧也会继续吸收光子,继续裂变,所以原本恒星中心的这个核聚变,我们都说是产生光子的,现在倒好了反过来变成吸收光子了,除了光裂变反应外,还有一种反应称为阿尔法过程或硅燃烧。它是指恒星内部在35亿开高温下,前面我们讲到的光裂变反应的产物会有机会与氦发生聚合,产生原子量更大的原子核,而聚合的产物还能与氦聚合成为更重的原子核,这是什么意思呢?

具体来讲,就是硅28原子核与氦4聚变成为硫32,硫32与氦4聚变成为亚36,亚36与氦4聚变成为钙40,钙40与氦4聚变成为钛44,钛44与氦4聚变成为铬48,而铬48与氦4聚变成为铁52,说了这么多,小编是为了告诉各位众元素是如何在恒星内部一点一点聚合而成的,这是非常非常关键的一个知识点,因为我们所熟知的这些重金属都必须来自于恒星内部的这个核聚变过程,值得注意的是铁是所有原子核中结合能最大的物质,一旦生成了铁,恒星内部就不会有新的核燃烧了。

这里就有一个很重要的问题了,铁之后的那些更重的元素它又是从哪里来的?这里有几个误区先提醒大家,首先并不是意味着生成了铁就不会有其他更重的金属元素,当恒星大部分质量都变成铁之后,在引力的作用下,中心部分的自由电子会被压到原子核当中,与质子结合变成中子,而中子是非常紧密的,外层的铁原子下落到中子表层,会被反弹出去,形成向外的冲击波,这种高压、高速状态会使得中子层外附近的区域生成极少量的钴、镍以及更少量的铜、锌。

比如铁52与氦4就有机会聚变成为镍56,这些元素都要比铁重,事实上锌是恒星聚变留下的序数最大的元素,我们都知道这个也是我们身体所必需的微量元素之一,就来自于此,还有一个需要说明的问题,之所以说铁是恒星核聚变的最终产物,那是因为铁原子核里质子和中子在一起是非常稳定的,正是所谓的结合能比较强,较小的原子聚变到铁是一个释放能量的过程,因为总体上是趋向稳定的过程,所以这个是一个总体趋势,而如果要想让铁再进行聚变的话,那就需要吸收大量的能量来打破铁原子核内质子、中子的结合能。小伙伴们如果有什么想说的可以给小编留言,也可以在评论区和小编一起讨论,别忘了点赞和收藏哦!

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