恒星：为什么铁元素会杀死恒星？
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在宇宙诞生的最初几分钟里 ， 宇宙拥有极高的温度和密度 ， 氢和氦元素在此期间大量被合成出来 。 然而 ， 空间快速膨胀 ， 宇宙的温度和密度迅速下降 ， 原初核合成只有条件合成出大量的氢、氦 ， 以及极少量的锂和铍 ， 但来不及合成其他更重的元素 。
我们身上包含了许多重元素 ， 例如 ， 碳、氧、铁 ， 以及还有比铁更重的铜、碘等元素 。 那么 ， 这些元素都是怎么来的呢？
可以说 ， 多亏了恒星 ， 尤其是大质量恒星 ， 才有了后来的地球生命 。 宇宙大爆炸制造出了大量的氢和氦气体云 ， 在宇宙足够冷却之后 ， 它们会在引力的作用下坍缩形成恒星 。 在重力不断挤压下 ， 核心区域的温度变得很高 ， 氢原子核获得了足够高的动能 ， 它们之间能够克服电磁力的排斥作用 ， 发生碰撞 ， 结合成氦原子核 。 氢核聚变是所有恒星的第一阶段 ， 我们的太阳目前正处于这样的阶段 。
当恒星核心中的氢元素耗尽之后 ， 积累在核心的氦元素会通过3氦过程 ， 互相碰撞形成碳元素 。 接下来 ， 碳又会与氦结合成氧 ， 氧还会进一步与氦结合成氖 。 对于宇宙中的大部分恒星 ， 也包括太阳在内 ， 核聚变只会进行到这一程度 ， 之后将会膨胀为红巨星 ， 最终核心坍缩为致密的白矮星 。
但对于那些质量在太阳8倍以上的大质量恒星 ， 随着不断的引力坍缩 ， 核心温度可以上升到30亿度 ， 它们可以启动硅核聚变 。 在这个过程中 ， 硫、氩、钙、钛和铬等重元素相继合成 。
不过 ， 硅燃烧过程是有限的 ， 不会无限产生更重的元素 。 事实上 ， 这个过程的持续时间非常短暂 ， 通常只有一天 。 因为一旦合成出恒星“杀手元素”——铁 ， 整个核聚变过程将会很快宣告结束 。
在铁之前的元素 ， 比结合能随着质子数的增加逐渐增大 ， 原子核变得越来越稳定 。 这些元素发生核聚变生成更重的元素 ， 将会释放出能量 ， 所以核聚变能够不断进行下去 。 然而 ， 拥有最大比结合能的铁原子核发生核聚变之后 ， 产生的能量还没有吸收的多 ， 所以铁核聚变会吸收能量 。
一旦恒星核心区域的能量被铁核聚变所吸收 ， 辐射压会迅速下降 ， 引力坍缩效应占据主导作用 。 恒星原有的平衡会被打破 ， 核心遭受引力的强烈挤压之后 ， 将会引爆恒星 ， 导致超新星爆发 。
在超新星爆发过程中 ， 将会释放出巨大的能量和自由中子 ， 铁原子核可以俘获中子 ， 合成出铜、碘等重元素 ， 甚至是铀这样的超重元素（近些年的观测表明 ， 中子星碰撞也会产生重元素） 。 虽然铁元素杀死了恒星 ， 但也引发了更重元素的合成 ， 这为地球生命的诞生创造了条件 。
【恒星：为什么铁元素会杀死恒星？】46亿年前 ， 太阳附近的超新星爆发不但送来了重元素 ， 而且还引发太阳系的形成 。 我们身上的重元素曾经都是那颗大质量恒星的一部分 ， “我们都是星尘”这句话的含义就在于此 。
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