恒星内部核聚变到铁为止了,那么更大原子量的元素是怎么来的?
在元素周期表上所有的元素中,除了氢元素和几个人造元素之外,绝大部分都是由恒星制造出来的。
宇宙大爆炸发生之后,宇宙的温度渐渐降低,压力渐渐减少,当宇宙中形成第一批原子的时候,所形成的绝大部分都是氢元素,另外有一些氦等少数几种轻元素,这些元素后来渐渐形成了恒星,当恒星内部开始通过核聚变燃烧的时候,氢元素就开始形成氦元素了,接着形成锂元素铍元素硼元素等等,我们的太阳大致只能形成到碳和氧元素的阶段,届时它将因为内部的高温高压无法再合成新的元素而趋向于熄灭,之后它会成为一颗白矮星,而质量更大的恒星内部的温度和压力将更大,可以进一步合成新的元素于是这样的恒星会通过核聚变继续合成新的元素,然而到了合成铁元素的那一刻,情况突然发生了根本的变化,使得恒星的主序星阶段瞬间走向了死亡。
我们都知道,氢弹的爆炸会释放巨大的能量,这是因为氢元素的核聚变会损失一部分质量,转变成能量,然而铁元素却不是这样,完全反了过来!它的聚变需要吸收能量,而不是向外释放能量,所以当铁元素产生的那一刻,恒星因为核聚变向外产生的辐射压就消失了,于是恒星所有的物质都开始砸向铁元素形成的地方,这一瞬间的改变非常的剧烈,导致恒星瞬间释放出超过一生核聚变的能量,就在这一瞬间,大量的铁元素在高温高压下通过核聚变合成,然而剩余的能量仍然非常巨大,于是接着合成了铁以上的种种元素,质量特别巨大的恒星甚至能达到合成金和铅甚至更高元素的阶段。
还有一些重元素是通过中子星合并形成的,中子星本身都是质量巨大的星球,他们合并的一瞬间会产生比,恒星超新星爆发更惊人的高温高压,有些质量较大的中子星的合并甚至能生成黑洞,所以在中子星形成的一瞬间,也会有一些新的元素被制造出来。
宇宙间的各种物资就是被这样制造出来的,元素周期表上的元素也绝大部分是通过这种手段出现的。
更大原子量的元素来自于超新星爆发。
核聚变之所以到铁为止,是因为铁的平均结合能最高(如上图所示,铁的结合能最高)。
这样任何物质变成铁,不论是靠聚变还是裂变,都会释放能量。而反过来,铁变成其他任何物质,都需要吸收能量。
而由于「能量最低原理」,聚变只会自发的走到铁这里,而不会自发的产生更重的元素了。
要产生比铁更重的元素,就需要外界提供能量。
而超新星爆发时产生的巨大能量,就是一个能量源。超新星爆发有两种可能,一种是白矮星吸收其他天体的质量,引发进一步的核聚变(碳);还有一种是引力势能产生的能量。
这两种过程的功率都非常大,大到足以让物质聚变成比铁还要重的元素。
所以说,人们苦苦追求的「金银财宝」,其实都源于几亿、乃至几十亿年前的超新星爆发。
答:超新星爆炸+人工合成!
铁是个很稳定的元素。它既不能核聚变,也不能发生核裂变。恒星的核聚变燃烧,会产生铁元素之后的各种稳定天然元素。
第一,超新星爆炸
在氢元素氦元素经历过几代核聚变之后,到铁这里,戛然而止!在恒星内核的燃烧中,铁元素会作为核聚变的最终产物,逐渐占领恒星内核,直到恒星再不能支持核聚变。红超巨星会经历超新星爆炸,产生铁元素之后的所有天然重元素。
总的来说,恒星会有两条路。
1,较小的恒星发展成红巨星(我们的太阳就是如此),此时,红巨星会合成较重的元素,但是仍是元素周期表中,铁元素之前的元素。红巨星爆炸 将所有元素抛入太空,并形成行星状星云。自己则变成白矮星,其所生产的元素仍在铁之下 。
2,原始星云孕育出来的大恒星,会逐渐演化为红超巨星,在红超巨星末期,就会经历超新星爆炸,宇宙中的天然铁元素之后的重元素,都是由超新星爆炸产生的。再之后,就是中子星,黑洞。两者的密度之大,在宇宙中,黑洞第一,中子星第二!
第二,科学家实验合成。
截止到2016年,科学家已经在实验室成功合成了13种新的元素,都是位于元素周期表后面的重元素。但是相对于自然界本就存在的元素,人工实验合成的新元素,更加不稳定,分裂和衰变一般都特别的快,因此不能大规模用于民生。当然也可以人工合成那些已经存在的稳定元素,但是对于现在的技术水平,和经济效率来说,并不划算。
而根据元素周期表的预测,可以发现的元素还远不止这些,在科学技术更加发达的未来,人类再写一页稳定的元素周期表也有可能。
大质量的恒星在核聚变的末期,在其核心产生了大量的铁,铁的核聚变反应是吸热反应,大量的吸收热量后,恒星内部的热量就不能再抗衡万有引力的作用了,大量的恒星物质以非常快的速度在恒星的核心处撞击到一起,这就是超新星爆发。这个过程就会产生铁以后直到铀和钚元素的重元素。
SN 1994D(左下方的亮点)是在星系NGC 4526的一颗Ia超新星。
另外,在天文观测中发现,两颗中子星相撞也会产生大量的重元素,如铂、金等。天文学家认为这才是重元素的主要来源。双中子星系统在宇宙漫长的历史和宽广的空间中并不罕见。事实上,在我们观测星空的范围内,双星以上的系统才是多数。由两颗大质量恒星组成的系统,在恒星死亡后,如果都成为了中子星,这就形成了双中子星系统。最终,双中子星会在万有引力的作用下撞在一起。
谢谢邀请。 恒星核聚变到铁的时候相对来说释放的能量很少,不足以平衡自身的引力,而更重的元素因内部能量不足以完成聚变。这时会引发恒星坍缩,形成超新星、白矮星或中子星甚至黑洞。比铁更重的元素是超新星爆发的极短时间内形成的。
还有一种方式,除了核聚变,还有一种宇宙元素诞生的方式叫高能核合成,即经过高能宇宙辐射的轰击,一种元素可以生成另一种元素。
这些高能辐射来自太阳系之外,如超新星、类星体、黑洞蒸发等。这种高能辐射在宇宙中并不平均,太阳系中的各种元素丰度与其他星系相比差异很大,所以太阳系外有钻石星、黄金星等等,太阳系内这些元素丰度就很低。 所以说当你佩戴金银首饰的时候,记得它们是耗费了一颗超新星的生命才得以出现的!
简单说,超新星爆发产生了比铁更重的元素,如今你我所用的金银甚至更重的元素都在超新星爆发的那一刻产生的!
像我们太阳这样的恒星是不会走向超新星爆发的。科学家们认为,当恒星的质量的达到太阳质量8倍以上,在它们走向死亡的过程中,就会形成超新星!
超新星爆发的原因是由于大质量恒星燃料耗尽后,没有了与强大万有引力相抗衡的核聚变,于是恒星开始向内急剧塌缩,内核的压力温度迅速上升,于是开始更进一步的聚变!
在如此高温高压下,所有重元素在很短的时间内产生,聚变的过程中产生了超乎想象的能量,把恒星彻底"炸碎"到宇宙空间,这就是超新星!
超新星爆发的瞬间产生的能量甚至超过恒星一生辐射的能量,2016年中国发生的超新星爆发,亮度达到太阳亮度的5700亿度!
所以,多亏了的超新星爆发,我们才能拥有今天的金银等贵重金属!
太阳仅可合成比铁元素轻的元索,而岩石类内行星多含大量超铁元素。这是怎么回事呢?我的解释是:银河系中心产生了大量重元素,并以喷射的方式向外喷出。喷射物到达太阳附近被太阳捕获 。而太阳的喷发是形成行星物质来源的主因,喷出的重元素减速快,形成了以岩石类、重元素丰度极高的内行星;轻元素减速慢,形成了以轻元素为主的外行星。理由:银河系及多数星系为两个对称旋臂的螺旋形,这是星系中心向外喷射物质而成的;太阳风可吹到太阳系边缘、行星重元素丰度从内到外有规律地递减,明显存在分选性,而各行星的总物质元素丰度分布与太阳相同!。
很多人认为核聚变会释放大量能量,核裂变也会释放大量能量,分分合合能量无穷无尽,事实是到铁元素之后聚变将由释放能量变为吸收能量,恒星内部聚变不会到铁就停止,但吸能反应比例大到一定程度太阳会因为释放出的能量不足以与引力对抗而塌缩。
恒星赫哲图,理论认为,恒星是有一代二代的,
核聚变,铁是稳态,和裂变铁也是稳态。
但是有恒星一代和恒星二代,二代恒星的核子反应与一代有异。原料元素,反应压力等前提不同,产物也就不一样。
中子星似乎产生已知最重元素,不知道黑洞会产生什么元素,能把光控制住不能逃离。
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