宇宙中的元素如何形成

原标题:宇宙中的元素如何形成

大爆炸产生的氢和氦形成了恒星。直至铁的更重元素在超新星中形成。比铁更重的元素则产自于中子星并合过程。

一些元素,比如碳和氧,是在恒星中形成的。但是,所有的氢、大部分氦以及少量锂都是在近140亿年前大爆炸核合成中形成的。直到大爆炸之后1亿年,宇宙中的元素种类才丰富起来。

天文学家爱丁顿首次提出,在太阳内部的高温和高压下,氢原子会被挤压形成氦。这一核聚变过程可以释放出巨大的能量。对于质量大于太阳一半的恒星,当它核心处的氢消尽后,其中心压强会在引力坍缩作用下增大,导致点燃氦燃烧,形成碳和氧。

对于质量不超过太阳8倍的恒星,氢和氦的燃烧会位于其核心的最外层。在这一阶段,恒星会开始进行慢中子俘获过程,形成锶和铅等重元素。最终,这些低质量恒星会坍缩成白矮星,通过超声速风将元素释放到星际空间,其中一部分会形成新的恒星和行星。

质量更大的恒星会爆炸形成超新星,形成富含中子的风。通过快中子俘获过程,其他的元素会在这些风中形成。尽管比超新星更为罕见,中子星并合却被认为是快中子俘获过程形成元素的主要场所。在观测到引力波的中子星并合事件中产生了3~13倍于地球质量的黄金。

目前,天文学家已经知道绝大部分元素在宇宙中是如何形成的,接下来将研究每种元素由不同方式形成的比例,这将有助与了解星系的历史。

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