坍缩恒星中产生的最后一种元素,怎么偏偏是铁呢?
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发布时间：2022-05-13 03:59
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热心网友
时间：2023-11-17 07:54
铁元素是坍缩恒星中产生的最后一种元素，为什么？
其实在回答这个问题之前，我们必须确认这个问题本身是否存在错误。因为铁并不是坍缩恒星产生的最后一种元素，而镍才是。因此在这方面，镍才是特殊的元素，而不是铁。
铁的特殊之处在于铁，特别是铁-56，在所有可能的元素中，每核子的结合能最高。因此，核聚变只能通过将较轻的原子熔合成铁-56或更低质量的原子来释放能量。超过这一点，核聚变不能释放能量，因此无法维持自身。
在恒星中，热和压力迫使像氦和氢这样的轻元素熔合成较重的元素。随着恒星年龄的增长，这些元素会融合成更重的元素等等，直到它们产生铁和镍（如果恒星足够大的话）。当轻元素熔合成更重的元素时，恒星会经历一系列可预测的聚变反应，这些元素在恒星核心聚集，直到达到足以融合成更重元素的密度，以此类推，直至铁或恒星质量所能支持的任何轻元素。
这是所有这些元素产生的主要方法，也是宇宙中最常见的元素包括氦、氧、氮和碳的原因，这些元素都是恒星聚变的早期副产品。另一种最常见的氖是由铍产生的，如果它不是像镍那样在恒星内部以高度不稳定的形式产生的话，这种情况会更加普遍。
所以你可能会问，如果恒星聚变不能超越铁，而宇宙原本只有氢和氦，那么铀和其他所有较重的元素从何而来？
其实一旦有足够多的恒星熔合成铁，再也没有足够的轻元素以足以支撑恒星抵抗自身引力的速度继续融合。
恒星在几秒钟内崩塌，就像粒子被抛到研究加速器里一样，所有的质量都以能量碰撞在一起，铁和其他重原子可以*融合成更重的原子，尽管这种反应会消耗一些坍缩的能量。这并不是一种可持续的聚变反应，就像数百万年来为这颗恒星提供动力的核聚变反应。这是一个瞬间的高能聚变脉冲，由冲撞中的恒星物质的惯性提供动力，很快，它就结束了。在崩塌之前，大部分剩余的较轻的原子没有被耗尽，现在它们释放出足够的能量将恒星炸开。结果产生了一颗超新星，它将一些曾经的恒星喷射回太空，在那里它被回收成新的恒星，或是富含较重元素的太阳系。比铁重的元素也由其他高能宇宙事件产生，特别是超新星和中子星的碰撞。
