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恒星锻造的元素构成了每一个人

作者: 发布时间:2019-08-22

星星在天空中闪烁,就像每天一百万次眨眼。

在我们的天空中,每天都发生着恒星的泯灭,我们可以在天空中通过天文望远镜看到垂死恒星,和恒星爆炸后的残骸——超新星。

超新星爆炸

其实你知道吗?,我们人类自己本身和人类所使用的一切东西、见到的一切东西,对于宇宙中的物体有很深的联系,因为人体本身的每一种成分都是由恒星锻造的元素构成的。

超新星爆炸后的元素散开

人体的每一种成分都是由恒星锻造的元素构成的。你的食物、自行车和电子产品的所有组成部分也是如此。同样,每一块岩石、植物、动物、每一勺海水和每一口空气的存在都要归功于遥远的太阳。

所有的恒星都像是一个巨大的熔炉,他们像永远也燃不尽似的。体内的高温会导致原子互相碰撞,产生新的元素。即便是在生命的晚期,大多数的恒星会爆炸,而在他们体内形成的元素会射向宇宙中遥远的角落。

银河系

不仅仅超新星爆炸会产生新的元素,在两颗行星碰撞过程中也可能产生新的元素。

天文学家已经证明了,在两颗濒临死亡的恒星之间,遥远的碰撞中产生了黄金。

在已经发现了的星系中,有一个在之前消失许久的叫做“星爆”星系的光。它形成于宇宙大爆炸之后不久,这个星系就以惊人的速度大量产生恒星。像这样的特殊恒星工厂可能有助于解释足够多的元素是如何形成太阳系的。

这些发现可以帮助我们更好地理解宇宙万物的起源。

这幅艺术家的作品展示了天文学家们所认为的早期宇宙在不到10亿年的样子。这张图片描绘了一个强烈的氢聚合宇宙大爆炸之后

元素是构成宇宙的基本模块。

只是地球上就有92种自然元素,其中有碳、氧、钠和金。它们的原子是非常微小的粒子,所有已知的化学物质都是从这些粒子中产生的。

每个原子*都像一个太阳系。在它的中心有一个很小的原子核,是一个有指挥能力的结构。这个原子核由质子和中子这两种束缚粒子混合而成。原子核中的粒子越多,元素就越重。化学家们编制了图表,根据结构特征对元素进行排序。

化学元素周期表

他们排行榜上的第一名是氢。元素1,它有一个质子。接下来是氦,带两个质子。

人和其他生物都富含碳,元素6。地球上的生命也含有大量的氧,素8。骨骼富含钙,元素20。26号,铁,让我们的血液变红。在自然元素周期表的底部是铀,它是自然界的重量级元素,有92个质子。科学家们在实验室里人为地制造了更重的元素。但这种情况极其罕见,而且持续时间极短。

宇宙并不总是拥有那么多的元素。回到140亿年前的大爆炸。

物理学家认为,那时物质、光和其他一切都从一个豌豆大小的、密度惊人的热质量中爆炸出来,这引发了宇宙的膨胀,一种质量向外扩散的现象一直持续到今天。

大爆炸在一瞬间结束了。但是它开启了整个宇宙。大爆炸之后唯一的就是元素是氢和氦。仅此而已。为了制造那些较重的元素,较轻原子的原子核必须融合在一起。这种核聚变需要很高的热量和压力,所以这些变化只能在恒星的内部实现。恒星的力量

在大爆炸之后的几亿年间,宇宙中只有巨大的气体云。它们由大约90%的氢原子组成,剩下的都是氦。随着时间的推移,重力越来越多地把气体分子拉向彼此。这增加了它们的密度,使云更热。

就像棉花一样,他们缠绕在一起,开始聚集成称为原星系的球体。在其内部,物质继续聚集成密度越来越大的团块。其中一些发展成恒星。即使在我们的银河系中,恒星仍然以这种方式诞生。

像黄金这样质量巨大的元素并不是直接在恒星内部产生的,而是通过更剧烈的事件——恒星之间的碰撞——产生的

这是一位艺术家对两颗中子星相撞瞬间的描绘。中子星是在两颗恒星爆炸成超新星后留下的密度极高的核心。

恒星所做的就是把轻的元素转换成重的元素。恒星越热,它能产生的元素就越重。

太阳的中心大约是1500万摄氏度。这听起来可能令人瞠目结舌。然而,就因为像太阳这样的中等大小的恒星“不会热到产生比氮重得多的元素,或者说它们只能产生氦,并且太阳主要产生氮

要锻造更重的元素,所要需要的熔炉必须比太阳大得多、热得多。至少要比太阳大8倍才能锻造出铁元素,即26号元素。要制造比这更重的元素,恒星必须死亡爆炸时才有可能产生。

如果要制造一些最重的元属,比如铂和金,可能需要更极端的天体暴力:比如恒星之间的碰撞!是否你无法想象的到?

2013年6月,哈勃太空望远镜探测到两颗中子星相撞。天文学家测量了碰撞发出的光,这些光可以说是提供了烟花中化学物质的“指纹”,为我们揭示了黄金的形成。

由于类似的撞击很可能每10000年或10万年才会在一个星系中发生一次,所以这样的撞击可能会占据宇宙中所有的黄金。恒星之死

没有一颗恒星是永恒的。“恒星的寿命约为100亿年,”

自身的重力总是把恒星的各个部分拉得更近,只要一颗恒星还有燃料,核聚变产生的压力就会向外推动,抵消重力。

但是一旦大部分的燃料都燃烧完了,那么恒星内部就没有核聚变来对抗它,“重力就会迫使核心坍塌,”

恒星死亡的年龄取决于它的大小。中小型恒星不会爆炸。

当它们的核心或较轻的元素坍塌时,恒星的其余部分就会像云一样慢慢膨胀。它膨胀成一个巨大的,不断生长的发光的球。

在宇宙中,这样的星星又冷又暗。它们变成了天文学家所说的红巨星*。在红巨星的外光环中将会许多的原子飘向太空。

电脑渲染下的“红巨星”

再大点的恒星会走到一个非常不同的终点。当它们的耗尽燃料时,它们的核心就会坍塌。这使得它们非常密集和热。瞬间就能锻造出比铁还重的元素。这种原子聚变释放的能量触发恒星再次膨胀。这颗恒星便没有足够的燃料来维持聚变,会再次坍缩,巨大密度使它再次升温,之后它会融合原子,产生更重的原子。

恒星尺寸比较

一次又一次的脉冲,它稳定地形成越来越重的元素。

不过令你惊讶的是,这一切都发生在几秒钟之内。然后,会以比超新星更快的速度,在一次巨大的爆炸中自毁。

原子会爆炸到太空中,之后他们会走很长的一段路。

一些原子从红巨星中缓慢地漂移。另一些则从超新星以扭曲的速度发射。不管怎样,当一颗恒星死亡时,它的许多原子会喷向太空。最终它们被形成的新恒星甚至行星所循环利用。所有这些元素的构建都“需要时间”。也许是几十亿年。但宇宙并不匆忙,然而,事实确实表明,一个星系存在的时间越长,它所包含的重元素就越多。回到银河系

银河系

银河系大约有120亿年的历史。以它的造星速度不足以让恒星产生地球上所有的92种元素。这么多的重元素是如何快速累积起来的,这一直是个谜。或许,星暴星系并不那么罕见,它们可能是早期推动重元素的产生原因。

大约50亿年前,银河系中的就恒星已经产生了地球上现存的92种元素。只不过不是自己创造的,而重力把它们拉到一起,把它们打包成一个炽热的宇宙炖锅,最终结合在一起形成了我们的太阳系。几亿年后,地球诞生了。

地球

在接下来的10亿年里,地球上出现了生命的最初迹象。没有人确切地知道这里的生活是如何开始的。但有一件事是清楚的:构成地球和地球上所有生命的元素来自外太空。

我们,包括你身体里的每一个原子都是在恒星的中心形成的,甚至来自恒星之间的碰撞。

我们常常会想到自己是独自一人,现在看来,或许不是。

如果构成地球上生命的元素是从太空开始的,它们是否也在其他地方创造了生命?

没有人知道。但这并不是因为缺乏尝试,相反我们一直在寻找,一直在寻找太阳系之外的生命。

但是看到这张图了吗?

元素周期表

只有有足够的重元素行星才能形成生命。

我们可能真的是银河系中唯一的生命,因为在太阳出现之前,没有太多的行星具备这些元素。

地球可能是银河系的第一个文明,但不是最后一个。词解

原子 构成所有物质的微小颗粒。每个原子由被电子包围的核组成。

星系 由引力吸引形成的恒星,行星和尘埃系统。

重力 任何两个物体之间的吸引力。质量越大,重力越大。

光年 光线在一年内传播的距离约为9.48万亿公里。

红巨星生命最后阶段的一颗古老的恒星,具有相对较低的表面温度。这颗恒星极大地膨胀并且经常显得微红。

超新星 年迈的爆炸恒星。

这篇好的文章不要被埋没。。