氦聚形状改变成氧素材的进程

大品质恒星的里面构造

超新星1987A爆发后留住的遗迹

双中子星并和模拟图

　　近日，天文学家将眼光对准仙后座A和蟹状星云这两个著名的超新星遗迹，发觉宇宙中磷的数量远低于咱们的想象。磷素材多造成于超新星爆发，是众多要紧寿命运动的必需素材。这项探讨让天文学家对寻觅外星寿命有了新观点，也使人们再一次体验到近在身旁的素材与遥远的星星们之中的微妙联系。那末，素材周期表上的天然素材，与星星们到底有何联系？

　　来源宇宙起点的氢和氦

　　大约138亿年前，宇宙从一种极其致密的“点”爆炸开来，接下来急速膨胀。原始的宇宙中有电子和其它各式根本粒子。仅几小时以后，氢和氦就已造成，同一时间另有极少量的锂和铍。

　　氢，尽管在此刻的地球上看似微不足道，而是宇宙万物的老祖宗。当氢气团的中心温度达到几千万摄氏度时，中心的氢就会产生“聚变”，转变为氦，这代表着恒星的诞生。首批恒星在宇宙大爆炸后约1亿好几年就最初造成。这点恒星不但照亮了黑暗的宇宙，更激发延续的各式反映。

　　小巧紧致的锂工厂

　　假如恒星的品质不超越太阳的8倍，他们的中心最多只能由氦聚变为碳和氧，而后没再燃烧。到了晚年，它外层的氢和氦脱离出来成为美丽的行星状星云，暴露出内部碳和氧组成的星体。他们的温度超越一万度，颜色发白；但他们空间很小，是以光度很矮。因而，他们被称为白矮星。

　　那一些相似于太阳的恒星所造成的白矮星，会在漫长的岁月里渐渐冷却、变黑。但有些白矮星的寿命历程却要精彩得多，由于他们位于双星体系。构成双星的两颗恒星绕着一同的中心旋转。假如此中一颗恒星变为白矮星而另一颗依旧是寻常恒星，前者就会从后者那边吸走气体。

　　随着气体在白矮星外表累积，白矮星外表的温度也越来越高，终归气体被点燃，发出一阵强光，似乎枯木逢春、回光返照。这种景象被称为新星。这种进程除了发光之外，还合成了锂。宇宙中多数锂经过这类形式造成。这种进程可行每隔一段时间就产生一次。

　　恒星演化的产品

　　假如白矮星吸取了太多气体或许直接和另一种白矮星撞在一同时，就会产生猛烈而彻底的爆炸，成为超新星。但这其实不是超新星造成的独一门径。那一些品质超越8个太阳品质的星体，多数会爆炸成超新星。

　　超新星会将大批轻素材烧成中庸品质素材，咱们素材周期表前30位的素材根本上全在这种时刻此前合成或许在爆炸后合成。特别是，50亿摄氏度以上的高温可行将碳、氧或许硅烧成放射性的镍，放射性镍衰变成放射性钴，再衰变成稳固的铁。宇宙中的铁差不多皆是那么造成的。

　　超新星不但发出强光，更把恒星辛辛苦苦燃烧千万年炼出的以中庸品质素材为主的各式物质和爆炸后合成的物质都抛到太空，凝结成尘埃，散布在宇宙中。上述新闻中的磷便是超新星爆发前被烧出去、爆炸后被抛出来的。

　　磕碰出去的黄金白银

　　品质超越太阳8倍的恒星，在爆炸成超新星后，通常会在中心留住一种被惨重挤压后造成的中子星或许黑洞。假如双星体系中的成员接踵爆炸成超新星，况且留住来的中子星依旧在这种双星体系里，这两个中子星就会在今后不停绕着一同的中心旋转，辐射出引力波，损耗能量，导致轨道收缩，不停靠近，通过大约几亿年后，遇到一同。

　　中子星与中子星磕碰后造成黑洞或许超等大的中子星；中子星与黑洞并合造成黑洞。在这两类磕碰进程中，都会有少部分中子星碎片被抛到太空中。中子星的碎片里一最初差不多皆是中子，随后一部分中子变成质子，碎片里最初造成比铁更重的重素材，例如金、银、铀，等等。这点中子星碎片里造成的重素材也被抛洒到太空中。据预计，一对中子星磕碰所抛出的中子星碎片里造成的黄金可达到几十到几百个地球那末重。中子星磕碰后抛出的碎片不但合成了金、银等稳固素材，还合成了大批放射性素材，它们会衰变、裂变，解放出大批能量，将碎片本身加热，使其发光，最亮时尽管无超新星那末亮，却可行达到新星光度的一千倍左右，因而被称为千新星。2017年8月，天文学家初次观测到双中子星并合首尾发出的引力波，并在大约10小时后发觉了中子星碎片造成的千新星景象，从而彻底证实了中子星并合可行合成大批重素材这种猜想。

　　“咱们皆是星尘”

　　在超新星爆炸和中子星磕碰后，他们所合成的那一些素材是如何凝聚成像地球这样的行星？可行想象一种图景：约50亿年前，一团氢气裹着周边的超新星爆炸和中子星磕碰所喷发出的各式物质，缓慢旋转，造成一种庞大的盘。到大约46亿年时，氢气团里面被点燃，造成太阳；盘里的各样尘埃、沙石、水凝结成地球和其它行星。

　　又通过多个亿年，少许富含水的彗星碎片连续掉到地球，为地球奉献了大批格外的水，强大了海洋。海洋里渐渐造成了最容易的寿命，并逐步进化为鱼，部分鱼类上岸，进化成人类与其它各式陆地动植物。是以，此刻咱们晓得：火箭里的氢来源宇宙大爆炸；氦气球里的氦来源宇宙大爆炸和恒星燃烧；电话的锂电池中的锂许多数来源白矮星驱动的新星爆发；水内部的氧素材是恒星里面合成后被超新星喷发出去的；菜刀和咱们血液内的铁也来源超新星；金银等重金属许多来源中子星磕碰，而中子星来源超新星爆炸，是以他们间接地来源超新星。

　　著名的科学普及作家卡尔·萨根以前说过一句名言：“咱们皆是星尘。”地球上的92种当然素材全来自宇宙中的各式运动。此刻，凭借天文学家的好几年努力，咱们可行更清楚地晓得组成咱们身体和宇宙万物的星尘的详细来自，晓得素材周期表中的天然素材区别来源哪些天体物理进程。

　　（作者系南京大学天文与体积科学学院、加州大学伯克利分校天文系博士生）

　　（此稿件相片来自于网站）

来自：科技日报

作者：王善钦

编辑：曾映雪