为何恒星聚变到铁就停止了？宇宙中比铁重的元素又是哪来的？ _恒星

文章图片

文章图片

在看科普书时大家一定有个疑问，恒星在超新星爆发前是一个洋葱结构，最中间就是一个大铁球，大多数资料中介绍的超新星爆发都是核坍缩型，恒星的内核聚变到铁就超新星爆发了，那么问题来了，铁元素为何就不能聚变？宇宙中那么多比铁重的元素又是从哪来的？

元素的聚变与比结合能恒星是名副其实的元素工厂，宇宙中几乎所有的元素（除了氢以外），恒星其演化过程中都可以产生，使用的原料就是宇宙大爆炸诞生的氢元素，应该说是恒星成就了氢元素，氢元素最终也成就了恒星。

一般恒星释放的绝大部分都是核聚变产生的，一颗恒星从原恒星开始，内部就达到了氢元素聚变的条件，它会从氢一直到铁，假如这颗恒星足够大的话。

第一步非常关键，从一个质子的氕变成一颗中子一颗质子的氘，需要量子隧穿效应才能完成这个步骤，在太阳这个级别，十亿个质子才有一个有这样的机会，不过好在是太阳内核的质子实在是太多了，总量也不少，但由于变成氘的速度很慢，所以太阳也很“耐烧” 。

接下来就容易多了，氘和氕聚变成氦三，氦三和氦三再聚变成氦四，这就是著名的质子链反应，也叫PP链反应，不过PP链反应有4~5个分支，比较啰嗦，本文就不多说了。

再往后就是氦核作用和3氦过程，将恒星PP过程产生的氦转换成重元素， 3氦作用反应时会生成碳，之后如下的反应将会继续，持续产生重元素：

3氦过程产生碳
3氦过程的“副作用” ，产生氧以太阳为例，这个过程就到此结束了，因为太阳的质量不足以在内核产生足够的温度，因此到达碳氧之后太阳内核的和聚变反应就停止了，内核停止反应，此前膨胀的红巨星状态外围会逐渐远离形成行星状星云，而内核则将失去辐射压支撑坍缩成白矮星。

和地球差不多大的白矮星比太阳更大质量的恒星，比如8~10倍太阳质量以上的恒星会继续核聚变，其过程将会经历如下这些反应，从氦核开始到镍为止：

请注意，在恒星内部会直接诞生到镍的，并不是铁！但是为什么会说恒星聚变最终都变成铁？其实也没错，因为镍-56会经电子捕获而衰变成钴-56 ，最终衰变成铁-56：