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当前看点!宇宙重元素的起源
2022-10-30 05:38:54 来源: 马氏体


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​比碳、氧更重的元素(最重到铁)由大质量(8倍太阳质量以上)恒星演化到晚期后内部的核反应产生,越重的元素需要的温度越高,所以元素组成也是内层更重、外层更轻。当这颗恒星演化到生命的终点,发生超新星爆发为中子星或黑洞时,外层较轻的元素被大量抛射到宇宙空间中,内层较重的元素则坍缩到中子星、黑洞中了。宇宙早期第一代恒星(第三星族)都是超大质量的恒星,它们的核心产生的铁都消失在黑洞中,不能明显增加早期宇宙中的铁含量。

如今宇宙中的大部分铁元素是由一种特殊的Ia型超新星爆发所喷射出来的。这种超新星爆发不产生黑洞,星体的所有物质几乎都被炸飞掉,所以能够把星体内部产生的铁播撒出来。Ia型超新星是由中小质量恒星(不超过太阳质量的8倍)演化产生的,中小质量恒星的寿命比较长(恒星的质量越小、寿命越长,太阳的寿命可达百亿年,几倍太阳质量的恒星有数十亿年到数千万年的寿命),所以是宇宙经历比较长时间的演化后才出现的。

新生的恒星会吸收过往的超新星爆发所喷射出的各种重元素,所以后续的恒星的重元素含量会比早期恒星更高。

比铁更重的元素是后续生成的大质量恒星发生超新星爆发所产生的。它们的外层含有较多的铁(在它们形成之初从外部吸收的),在超新星爆发时,外层的铁被抛射出去,受到大量高能中子的辐照,转化为更重的元素。而在这些大质量恒星核心生成的铁,仍旧大部分坍塌变成中子星、黑洞了。

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