为什么第3、4和5号元素在宇宙中非常罕见?( 二 )


氢聚变生成氦 , 氦是2号元素 。 氦需要三个氦核聚变成碳 , 碳是6号元素 。 但如何解释锂、铍和硼的存在呢?
事实证明 , 没有一种恒星过程能在不摧毁这些元素的情况下 , 产生足够数量的它们 。 如果把氢与氦结合在一起 , 结果会得到锂-5 , 但它极为不稳定 , 很快就会衰变 。 如果把两个氦-4核融合在一起 , 可以合成出铍-8 , 但铍-8也十分不稳定 , 马上就会衰变 。 事实上 , 所有质量数为5或8的原子核都是不稳定的 。

从与恒星有关的过程中 , 无法得到这三种元素 。 然而 , 锂、铍和硼不仅都存在于宇宙中 , 而且它们对地球上的生命进化也是至关重要 。
锂、铍和硼究竟来自于哪里?根据目前的推测 , 这三种元素的存在要归功于宇宙中最高能的粒子来源——脉冲星、超大质量黑洞、超新星、千新星和活跃星系 。 这些都是宇宙中天然存在的超级粒子加速器 , 它们会向整个星系的各个方向喷射宇宙粒子 , 这些粒子甚至有足够的能量来跨越浩瀚的星系际空间 。

宇宙粒子加速器发射出去的高能粒子朝着四面八方运动 , 它们有可能会与其他粒子发生碰撞 。 如果被撞击的粒子是碳或者更重的原子核 , 那么 , 碰撞产生的巨大能量将会引发另一个核反应 , 重原子核分裂开来 , 产生一系列低质量粒子 。 这就像核裂变反应能把重原子分裂成轻原子一样 , 宇宙射线也会撞开重原子核 。
当高能粒子撞击重原子核时 , 巨大的原子核会分裂成各种各样的粒子 。 这种过程被称为散裂 , 它是锂、铍和硼的主要形成来源 。 锂、铍和硼是宇宙中仅有主要依靠散裂过程形成的元素 , 它们不像其他重元素那样依赖于与恒星有关的过程 。

由于锂、铍和硼的产生依赖于高能粒子在宇宙中的偶然碰撞 , 这使得它们的丰度非常低 , 只有碳、氧和氦的十亿分之一 。 虽然这些元素在宇宙中非常稀少 , 但它们是地球生命不可或缺的元素 。

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