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科學報 科學文摘 宇宙

解讀恒星悲壯的一生,用自己的死亡造就我們我們五彩繽紛的世界!


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更新日期:2024803
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135億年前的宇宙裏充滿氫氣,在重力的作用下慢慢形成了大團的氣體。氫氣是最簡單的氣體,而帶有特別的性質,是能量的巨大源泉。純氫氣在1000萬度的時候開始產生讓恒星發光的能源,為宇宙提供光和熱。

為了理解這個現象,想象一下我們地面上有個小型的恒星。首先要有充足的氫氣,假設有一個體育場的體積大的氫氣雲,下一步要將這些氫氣壓縮,就像在空間中重力的作用一樣。

氫氣被壓縮之後,氫原子開始互相碰撞,溫度就開始上升,當體積變成足球的大小,氫氣就會達到1000萬度,叫做核聚變的過程開始了。氫元素開始融合成更重的物質:氦,在這個過程中部分的物質轉化成能量,我們也制造出了一個微小恒星,就算是這樣小的恒星發出的能量也是毀滅性的。

回到宇宙的初期整個過程更大的規模上發生,氣體被重力壓縮了數百萬年,直到其中心的氫元素熱到可以發生融合,第一個恒星開始發光,能量開始向宇宙四面八方傾瀉,那是自然規律和大爆炸遺物的共同作用的產物。千倍於我們太陽的大小,深藍色的巨星很快就有了同伴,一個接著一個地產生了。相同的過程依然在我們的太陽中發生,提供我們生活所需的能量。

但從那開始到我們的如今世界還有很長一段路要走,我們的世界不可能用如同氫和氦等單純的氣體組成,需要各種元素,需要氧,碳,鐵和其他更多物質,而這一次我們又走運了!因為讓恒星發光的過程,同樣意外地創造了例如氧,碳,鐵這樣的物質,恒星偶然的機會變成巨大的工廠。

為了看清楚恒星是如何工作的,我們要將其一分為二。恒星核聚變將氫元素融合成氦,同時為恒星提供能量,但氦比氫稍微重那麼一點,所以就沉到恒星的中心去了,輪到氦唱主角了,但它們融合就會產生更多的能量,而且產生新的元素,碳,所有生物的重要組成部分!

這個過程不斷地重複又重複,變得像洋蔥一樣,越接近中心物質越重,像氖,氧,最後是鐵,然後事情就發生變化了。

amocity
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鐵的融合不再產生能量,恒星的火團開始熄滅,越來越多的鐵聚集在恒星核中知道燃料接近耗盡,緊接著重力開始發威了,將恒星自身壓縮,當它的核進一步收縮,溫度進一步升高,直到百倍於我們太陽的核心溫度,最後恒星崩塌爆炸。

這就是超新星爆發,一個恒星的死亡,同時也是某些東西的誕生!

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在這一瞬間,一個可觀的沖擊波向外擴散,爆炸強烈得將鐵變成更加重的元素,那些重元素包括例如金,波,鉛等,在爆炸的恒星核中煆制而成。所以如果你又一枚金戒指,你應該感謝它,金屬在數十億年前的爆炸閃光中誕生,而這個過程創造了今天我們身邊的所有物質!!

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