元素是怎样炼成的

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—— 点石成金怎么样，你觉得可行不？o(∩_∩)o... 本文主题：恒星的演化&元素的形成

氢氦锂铍硼碳氮氧氟氖钠镁铝硅磷硫氯氩钾钙……嗯，只会背这些了。今天，已有117种元素被发现（原子序第118号元素Uuo已经被成功合成，但是第117号元素Uus却一直没有出现，所以人类目前所发现的元素总数仍是117个），其中有94种元素可以在地球上被找到，剩下的元素都是人工合成的。那么这些元素——至少有94种在自然界中存在——是在宇宙诞生时就一并存在的吗？答案是否定的。在宇宙诞生的初期，大爆炸（Big Bang，台译大霹雳）之后，只有少数的几种元素被合成，此时的宇宙中还不存在比铍更重的元素。

咱们慢慢唠 ^_^ 嗯，有点长

元素
元素是物质的基本，它们只由一种原子构成。
（原子是由原子核和核外的电子组成；原子核是由质子和中子组成。）

原子核中质子的数量，就决定了这个原子属于哪一种元素，同时也决定了它在元素周期表中的位置（原子序）。比如一个氢元素的原子核中只有一个质子（原子序为1），如果你可以再放一个质子进去，那么它就变成氦原子核了，再放一个质子进去，它就变成锂原子核了，以此类推（依照原子序），如果你有能力再放76个质子进去，——恭喜你，你把它变成金子了！当然，此时它更准确的名称应为“金元素的同位素”，因为一个“正常的”金原子核中除了有79个质子之外，还需要有118个中子来使这个原子核保持稳定。

（在原子核之外还需要有和质子数量相等的电子来维持整个原子的电中性。不过电子可能会被本文忽视——电子不重要吗，当然不是；电子可有可无吗，当然不是... ）

原子的质量几乎都来自于原子核，电子的质量非常的小（大概是质子的1/1836）；原子核由质子和中子构成，质子和中子的质量几乎是相等的（中子质量稍大，是电子质量的1839倍）；质子带有正电荷，中子不带电荷，电子带有负电荷；只有一种元素的原子核中没有中子：氢-1。

同位素
简单的说，就是同一种元素的不同形态（...说的好科幻）。对于一个原子来说，原子核决定了整个原子最重要的那些物理特性（从现在开始无视电子 -__- ），原子核中的质子的数量决定了这个原子属于哪种元素，而原子核中 中子的数量则决定了这个原子属于该元素的哪一种同位素：拿氢元素来说，最常见的氢原子核中只有一个质子，没有中子；但也存在一些“特别”的氢原子，它们的原子核中会有一个或者两个中子，这些拥有不同中子数的氢原子就被称为氢元素的同位素。一种元素的同位素，其原子具有相同数目的质子（和电子，嗯），但却有不同数目的中子。还拿氢元素来说，原子核中只有一个质子的我们叫它氢-1，有一个质子和一个中子的我们叫它氢-2（数字即为质子数与中子数之和），有一个质子和两个中子的我们就叫它氢-3。

氢是宇宙中最为丰富的物质，其中又以氢-1最为常见，约占宇宙中氢元素总量的99.985%，也是所有元素中唯1一种原子核中没有中子的元素；此外，在所有的元素中，也只有氢元素的同位素被分别命名，它们叫氕（piē，ㄆㄧㄝ）（氢-1）、氘（dāo，ㄉㄠ）（氢-2）、氚（chuān，ㄔㄨㄢ）（氢-3）。


核融合（核聚变）
也称核合成，是通过增加原子核中质子数量的方法来产生新的元素，即由较轻的元素合成较重的元素，而伴随这个过程的，是能量的释放。比如人类的核武器：氢弹，其爆炸时所释放的能量主要来自氘或氚的聚变，一个典型的聚变过程：高温高压下一个氘原子核和一个氚原子核会合成一个氦-4原子核，同时会释放巨大的能量和一个中子。

氘与氚的融合

这里需要提一下，融合两个原子核的过程并不像想象中的那么容易，原子核与原子核之间会有一种阻止它们相互靠近的力，这个阻力主要来自四大基本力中的“电磁相互作用”，这种力的作用距离是四大基本力中最长的，而力的作用强度排第二（排第一的是“强相互作用”，但强相互作用的作用距离相当短，排倒第一），要克服这个阻力需要极高的温度与压力，以使原子核具有足够的动能。所以氢弹通常会使用一颗原子弹（裂变弹）作为“雷管”，来产生足以促成核融合的高温和高压。当两个原子核终于克服电磁力而靠的足够近且达到强相互作用的作用范围时，强相互作用便会牢牢的抓住它们（质子和中子），完成核融合，生成一个新核的同时释放大量的能量。而如果，我们可以克服强相互作用去拆开一个原子核，那就是下面的裂变反应了。

核裂变
核裂变是由较重的原子核分裂成较轻的原子核的过程，这也是原子弹的能量来源，一个铀-235核的裂变过程大致是这样的：一个高速流浪的中子击中了一个铀-235的原子核，继而与铀-235融合成铀-236，流浪中子所携带的动能将使铀-236非常生气——这家伙本来脾气就不好，于是在很短的时间内铀-236就会分裂成一个氪-92核、一个钡-141核、和3个中子，在释放裂变能量的同时新产生的中子又将激发其它铀-235核的裂变，于是，灾难开始了...


会不会有这样一个疑问呢：核聚变和核裂变都会释放能量？这是不是不守恒呀！当然不会不守恒，核反应中能量的释放将伴随着质量的损失：反应后所生成的物质质量总和将小于参与反应的物质质量总和，一部分物质的质量被转化为能量释放掉了。还记得爱因斯坦的质能方程E=MC^2吗，这个式子就显示出，一小点的质量便可以换来巨大的能量。当然也并不是所有的核融合和核裂变最终都会释放能量，后面将提到铁元素融合的过程会消耗大量的能量。这有一个规律：凡是重于铁元素（原子质量与铁-56相当或者更重）的元素的核融合过程都需要消耗大量的能量，而裂变则释放能量。


核衰变
衰变是所有的放射性元素所具有的自发的能量释放，放射性元素是不稳定的（所以非放射性元素也被称为稳定的元素），最终放射性元素会在“某一时间”衰变成另一种元素，但这个“某一时间”是无法被确定的，我们只能用“半衰期”去估计。比如氢的同位素氚就是放射性元素，半衰期是12.32年，一个氚核最终会衰变成氦-3并且释放出一个电子和一个反中微子——这个过程很神奇的，因为氚核中的一个中子通过释放一个电子和一个反中微子的方式使自己变成了一个质子！（这就是传说中的β衰变... 因为此衰变会释放一个电子，所以也被称为负β衰变。这个过程在某些情况下是可逆的：在逆β衰变中，一个质子可以通过释放一个正电子和一个中微子的方式使自己转变为中子，因为此过程会释放一个正电子，所以也称为正β衰变。当然放射性元素的衰变多种多样，款式很多... ）

只是我们不能肯定一个放射性原子核在什么时候衰变，比如半衰期为12.32年的氚核：即使是经历了24.64年之久，我们也不能确定一个氚核已经衰变了；又或者只是过去了1秒钟，我们也不能肯定一个氚核没有衰变。半衰期是用来描述已衰变元素的统计（或者说是概率）：一堆氚，12.32年之后，这堆氚中的50%会衰变成氦-3，再过12.32年，剩下的氚中又会有50%衰变成氦-3——于是12.32年就被称为氚的半衰期。这也有一处奇妙的地方，比如铀-235的半衰期是703800000年，可以肯定的是没人有这么长的时间去等待铀-235的衰变，所以，一定有一些有趣的方法来实现半衰期的统计。

四处流浪的自由中子是会衰变的，半衰期仅为15分钟；自由的中子通过贝塔衰变成为一个质子（释放一个电子和一个反中微子）。

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太初核合成

太初指的是宇宙诞生之初，是在大爆炸发生之后的数分钟内的事情。这个章节比较... 。当整个宇宙从一个奇点的混沌状态被盘古之斧劈开后，冷却的很快，在20分钟内即降到了氢核聚变所需要的温度，所以此时还没有比铍更重的元素被合成（那需要更高的温度和更久的时间），以及允许氘大量的存在，这些都为此后恒星的形成提供了必要的条件。

事情是这样的：在Bang的一声巨响之后，宇宙出现了 -__- ，随后还有一堆堆的质子（即氢-1）和中子也莫名其妙的出现了（好吧，实际上是我不知道怎样描述最初的那些质子中子是怎么出现的，我担心我会编出更离谱的故事来）。此后由于宇宙急速的膨胀，导致宇宙整体的温度迅速下降，在温度降到足够低之前，以下稳定的元素被合成（具体的合成过程后面会提到）：氘（氢-2）、氦-3、氦-4、锂-6、锂-7，和以下放射性元素被合成：氚（氢-3）、铍-7、铍-8。这些元素的比例是，基本上是越重的越稀少... 如果需要具体的数字，大概是：氢-1（被Bang出来的）占元素总量的75%，氦-4占25%，氘（氢-2）占0.01%，其他的元素所占的比例就更少了（这里说的比例是质量比，而非原子数量比）。

看吧，我都说了这个章节会很无聊 (-__-#)


恒星核合成

逐渐精彩了！

首先我们来说一下恒星的形成。分散在宇宙各处的原子们因为吸积作用而逐渐汇聚成一大坨分子云（当然，主要的元素是氢-1），角动量的守恒将使这团分子云开始自转并逐渐加速。在引力作用下这团分子云的体积会逐渐缩小，密度随之逐渐增大。在这一过程中，因为自转的存在，分子云团两极处的物质将比赤道处的物质更快的向中心坠落，云团将因此逐渐变的扁平，形成一坨吸积盘。随着密度的不断增加，原子间的相互碰撞将被加剧，吸积盘核心处物质的温度将因此而不断升高，而密度的增加也将导致更明显的引力收缩。引力收缩的结果就是使吸积盘的核心形成一个球体，这就是原恒星。随着进一步的引力收缩，原恒星核心处的温度和压力将越来越高。如果原恒星的质量较小，则原恒星内部的高温和它自转所产生的离心力就足以抗衡进一步的引力收缩（实际上，咱们的木星就处在与此相类似的稳定状态，木星核心的温度估计在36000K左右，离氢融合所需要的温度还差很远）。

而如果原恒星的质量足够大，更进一步的引力收缩将使原恒星核心的温度与压力达到氢核融合所需要的数值（至少300万K的高温，理论上，这需要原恒星的质量至少为木星质量的75倍），于是一颗恒星就被点亮了。

氢核融合：质子-质子链
氢核融合也被称为氢燃烧（Hydrogen burning，当然这里的燃烧与我们传统意义上的氧化过程不同，而是核融合）。氢核融合将消耗恒星核心处的氢元素，生成氦元素。质子-质子链反应在小质量的恒星（比如太阳）中是主要的氢融合方式，是小质量恒星主要的能量来源。这一核融合过程有数个分支。

质子-质子链（pp链）反应：
这个反应的第一步是由两个质子（氢-1）结合成氘核，这需要其中一个质子由逆贝塔衰变成为一个中子，同时释放一个正电子和一个中微子，随后此中子和另一个质子融合成氘核，在这一过程中所释放的中微子具有0.42兆电子伏的能量（此处及以后的"兆"为百万，Mega），而正电子和电子的湮灭所产生的能量将被转化为2个伽马射线光子被带走，这两个光子的能量总和为1.02兆电子伏。随后，最主要的步骤开始了：一个氘核（氢-2）和一个质子（氢-1）将融合成一个氦-3核，同时释放一个能量为5.49兆电子伏的伽马射线光子。

在这一反应中，氘核的形成被认为是整个pp链反应的瓶颈，因为质子几乎可以被认为是稳定的，等它自己衰变不大现实。逆贝塔衰变存在两种情况，一种是正电子放射，另一种是电子捕获（见稍后的质子-电子-质子链反应）。但无论那种情况，质子转变为中子的过程都需要吸收大量的能量（因为中子的质量比质子大，所以最终衰变时释放的能量将小于衰变前吸收的能量）。将能量转化为质量的过程似乎很困难：据估计，在太阳的内部，一个质子平均需要等待10^9年（← 我怀疑这个数字的准确性，但我没能找到更具说服力的资料）才能有机会与另一个中子结合成氘，这也是太阳长寿的原因之一。

恒星融合氢的过程是有“节制”的。比如太阳，其能量来自太阳核心处的氢融合——核心温度的上升，会增加核心抵抗引力收缩的能力从而导致核心的膨胀；而核心的膨胀（密度与温度的下降）又会导致核心融合氢的速度变慢；一旦氢融合的速度放慢，核心又会在引力的作用下开始收缩；而新的引力收缩又将提高核心融合氢的速度，增加核心抵抗引力收缩的能力——于是太阳的核心会在膨胀与收缩的过程中反复修正氢融合的速率，最终呈现为一个稳定的状态。

质量越大的恒星，其核心就需要越多的核融合过程来抵抗引力收缩，这会导致这样一个现象——越小质量的恒星越长寿。而大质量的恒星会很快的耗尽自己的燃料—— 一颗质量为太阳100~150倍的超大恒星的寿命仅为数百万年（也有理论称质量超过太阳110倍的原恒星将直接塌缩成黑洞，连点燃的机会都没有），而太阳的寿命在100亿年左右。（目前太阳已到中年，估计还有50亿年的活头... ）更小质量的恒星，比如半人马座的比邻星，质量仅为太阳的12%，估计其寿命需要用“千亿年”来衡量...


接着来说pp链，当氦-3被合成以后，pp链将有几个分支： 【绿字部分基本属于照抄资料，可以掠过...】

分支1
两个氦-3核融合成一个氦-4核，同时释放12.86兆电子伏的能量和两个质子，这一过程需要至少一千万K到一千四百万K的高温才能完成。

分支2
氦-3和氦-4融合成铍-7，并释放一个伽马射线光子；铍-7一不小心捕获一个电子衰变成锂-7（属于逆贝塔衰变的一种，铍-7核中一个质子变成了中子），释放一个中微子；锂-7是稳定的元素，但有机会在另一个质子的帮助下分裂成两个氦-4核。这一分支需要一千四百万到两千三百万K的高温。

分支3
氦-3和氦-4融合成铍-7，并释放一个伽马射线光子；铍-7和一个质子融合成硼-8，也释放一个伽马射线光子；硼-8不稳定，会通过逆贝塔衰变成铍-8，放出一个正电子和一个中微子；铍-8也不稳定，最终会通过阿尔法衰变摔成两个氦-4核。这一分支发生在两千三百万K以上的高温环境中，在太阳中发生的概率并不高，据估计太阳总能量的0.11%来自这一分支。

分支4
氦-3直接和氢-1（一个质子）融合成氦-4，释放一个中微子和一个正电子。这一过程相当罕见（理论上存在，未被观测到），但这一过程释放的中微子所具有的能量是所有分支中最高的，达18.8兆电子伏。估计这一分支所释放的能量占太阳总能量来源的千万分之三。

参与PP链反应的物质最终将损失0.7%的质量，这些质量被转化成能量以伽马射线光子或者中微子的形式被释放，一个完整的PP链最终将产生26.73兆电子伏的总能量。

氢核融合：质子-电子-质子链
质子-电子-质子链（pep链）反应与pp链反应基本一样，区别只是在于第一步氘核的形成上：在pp链中此过程需要释放一个正电子，而pep链则是在此过程中捕获一个电子，相比之下前者需要先消耗更多的能量。所以最终pep链产生的总能量将稍高于pp链，但这种电子捕获发生的概率并不高，估计在太阳中pep链和pp链发生的比率为1:400。

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氢核融合：碳-氮-氧循环
在这个过程中碳氮氧这三种元素将担任氢融合的“催化剂”。那么碳氮氧这三种元素是怎么来的呢，上面的pp/pep链最终只能生成氦元素... ——碳元素和氧元素将通过后面即将提到的三氦反应被合成；而有了碳元素，氮元素的合成也将不是问题。后面将会提到，一些恒星在诞生之初，其内部的碳氮氧元素就已经足够丰富（第一星族星），足以确保碳氮氧循环的活跃性。

在小质量恒星中，pp/pep链为其主要的能量来源，但在更大质量的恒星中，碳氮氧循环过程则是恒星主要的氢融合方式。其过程为：

碳-12和氢-1融合成氮-13并释放一个伽马射线光子；氮-13衰变成碳-13释放一个正电子和一个中微子；碳-13与氢-1融合成氮-14并释放一个伽马射线光子；氮-14与氢-1融合成氧-15和一个伽马射线光子；氧-15衰变成氮-15、一个正电子和一个中微子；氮-15与氢-1融合成碳-12和氦-4。

这个循环最终消耗4个氢-1核，生成一个氦-4核和两个正电子、两个中微子和一堆伽马射线光子。而碳氮氧这三种元素的总量在这个循环中保持守恒，即只担任了“催化剂”的角色。此循环至少释放27兆电子伏总能量。

这一循环也存在分支，在其中一个可能的分支上氟元素将被合成，但同样，氟元素也将担任催化剂的角色最终会衰变成分支中的一环而不会在恒星内部积累：氮-15与氢-1融合成氧-16和一个γ光子；氧-16和氢-1融合成氟-17和一个γ光子；氟-17衰变成氧-17、正电子和中微子；氧-17与氢-1融合成氮-14和氦-4。——这一分支将额外消耗掉一个碳-12核，并积累一个氮-14核和释放不小于17兆电子伏的分支能量。而在另一个更小的分支中氧-18最终会被合成并且积累：氧-17与氢-1融合成氟-18；氟-18将衰变成氧-18、正电子、中微子和γ光子。


氦融合
氦的融合过程需要至少一亿K的高温，和足够的氦元素密度，所以氦融合通常会发生在质量较大、已将大部分的氢融合成氦的恒星中。三氦过程最终会把氦元素融合成碳元素，而更进一步的氦核反应（氦-4核又被称为α粒子，所以氦核反应又被称为α反应）将生成氧、氖、镁、硅、硫、氩、钙、钛、铬、铁、镍——镍-56是氦核反应的极限，也是恒星核融合的极限。

当一颗足够质量的恒星（大于0.4倍的太阳质量）在融合完核心中的氢元素之后，将会因为失去抵抗引力的能量来源而开始收缩——此时恒星的核心中会聚集着大量的氦元素，而在达到氦融合所需要的温度之前，恒星会在引力的作用下持续收缩——这会导致此前存在于恒星核心之外的氢元素气壳有机会开始融合氢（在此之前恒星的氢融合过程只会在恒星的核心进行，因此在恒星核心的氢元素被融合殆尽之后，恒星核心以外的气壳中仍然会有大量的氢元素）。当恒星的氢元素气壳因为核融合而开始膨胀的时候，恒星的氦元素核心却仍在收缩——这会导致恒星的核心与气壳的分离，最终恒星的气壳会因为氢融合所产生的高温而迅速的膨胀，同时气壳与核心的分离则意味着膨胀着的气壳将无法得到足够的引力约束——最终整个恒星将因此而演变成一颗红巨星——拥有巨大的体积和较低的表面温度。

50亿年后的太阳会成为一颗红巨星，其膨胀的气壳最终会吞没水星和金星，甚至地球。
（小于0.4倍太阳质量的恒星，将没有机会成为一颗红巨星，在其漫长的生命历程的末端，只会渐渐的失去温度成为一颗黑矮星。当然，宇宙现在还太年轻——这不允许黑矮星的存在。而超过10倍太阳质量的恒星，将可能发展为超级红巨星，其半径会超过太阳半径的1500倍。）

如果红巨星的氦核心拥有足够的质量，那么引力所导致的收缩最终会使氦融合成碳和其他更重的元素。首先，是三氦反应：

氦-4与氦-4融合成铍-8，铍-8极不稳定，要么在2.6*10^-16秒内衰变回两个氦-4核，要么再捕获一个氦-4核融合成碳-12。也就是说，一旦环境允许三氦反应的发生，那么三氦反应将进行的非常迅速。这一过程将消耗三个氦-4核生成一个碳-12核，同时释放不小于7兆电子伏的能量。——三氦反应进行的非常迅速，会在极短的时间内释放大量的能量，恒星核心的温度会因此极速升高，同时持续升高的温度又将使三氦反应的速率成倍的增加——其结果是恒星核心中的氦元素在数分钟之内就会被融合掉六成至八成，此时恒星核心剧烈的能量波动将会吹散其巨大的红巨星外壳，形成氦闪（恒星的亮度突增数百亿倍，但只持续数秒），被吹散的外壳将成为行星状星云。

猫眼星云（Cat's Eye Nebula, NGC 6543），位于天龍座（Draco）的行星状星云

合成更重的元素
恒星残余部分的命运将再一次由其质量来决定——要么成为一颗白矮星安静的度过余生（必须小于1.4倍太阳质量），要么在新一轮的引力收缩下发生更可怕的事情——比如在伴星的扰动下因为某些原因被炸的粉碎，形成某种款式的超新星（Ia型超新星）。

当然更多的恒星有能力在随后的核融合中保持稳定不被炸碎，此后持续的氦核反应将进一步的消耗恒星中的氦-4，同时碳元素的融合过程和氧元素的融合过程也将在条件成熟时被激发（6千万K至1.5亿K）：两个碳-12核将有机会融合成氖、钠、镁中的一种；两个氧-16核将有机会融合成硅、磷、硫、镁中的一种。（← 碳融合和氧融合看起来很无聊，我就不抄资料了）

持续的氦核反应将依照如下序列逐步进行，当然每一种新元素的融合都需要更高的温度更苛刻的环境，其中某些元素的融合过程还需要相当长的时间：

碳-12 → 氧-16 → 氖-20 → 镁-24 → 硅-28 → 硫-32 → 氩-36 → 钙-40 → 钛-44 → 铬-48 → 铁-52 → 镍-56

这个序列存在一个明显的规律，那就是后一种元素比前一种元素多2个质子和2个中子（正好是一个氦-4核）。在这一序列中所生成的钛-44、铬-48、铁-52、镍-56都不稳定，最终会衰变成其他元素。镍-56是这一序列的极限，镍-56与氦-4融合成锌-60的过程将无法为恒星继续提供能量——这是因为在原子核的融合过程中，新生成的原子核会越来越重，这意味着如果继续核融合，就需要消耗更大的能量去抗衡原子核之间的电磁力，而在镍-56核中加入一个氦-4核所需要的能量远远大于锌-60的结合能（结合能即核融合时所释放的能量），因此这一过程实际上是在消耗能量而非释放能量。（镍-56最终将衰变成铁-56，所以大质量的恒星在最后的塌缩前极有可能拥有一个“铁核”——含有大量的铁-56元素的核心）

当然并不是所有处在这一阶段的恒星都有能力完整的完成这条氦核反应序列（那至少需要8~11倍的太阳质量）。而在所有可能的核融合过程都完成之后，恒星再也没有任何能量去抵抗引力收缩——随着恒星温度的下降，大于3.2倍太阳质量的恒星将塌缩成不可理喻的黑洞。1.4~3.2倍太阳质量的恒星将塌缩成中子星。1.4倍太阳质量又被称为钱德拉塞卡极限，超过这一极限的恒星在最后的引力塌缩过程中，强大的压力将迫使原子核外的电子进入原子核，与质子结合成中子 ——就是说，此时的原子已经被压坏了，导致整个星体完全由中子构成。

（嗯，还有个夸克星的说法，是密度介于中子星和黑洞之间的星体——引力塌缩把中子也给压坏了，导致整个星体完全由各种夸克组成，…… 所以叫夸克星，不过这种星星是否真的存在还有待证实。）

中子星与夸克星

恒星塌缩成中子星或黑洞的过程往往伴随着超新星的爆发——核心外围物质向核心塌缩的速度会达到光速的23%，…… 电子与质子结合成中子的过程将释放出大量的中微子，中微子很快会逃离塌缩中的恒星核心——中微子这种东西很难与一般物质发生相互作用，穿透力很强——被中微子带走的能量又将加速核心的塌缩，最终塌缩的核心将再一次与恒星的外壳分离。虽然中微子有很强的穿透力，但还是会有一部分中微子将能量传递至恒星的外壳——外壳因此被炸的粉碎，形成不同款式的超新星（II-L或II-P型超新星）。

其实塌缩过程中所产生的中微子是怎样把能量传递至恒星外层的，还不是很明确。因为中微子这种东西的确很难和一般物质发生作用。但可以肯定的是，II型超新星的爆发就是由于核心的塌缩而导致其外壳被炸飞了。嗯，事实就是这样。

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超新星核合成

铁是恒星的一生中所能合成的最重的元素（镍-56最终会衰变成铁-56），重于铁的元素需要超新星的爆发来合成——那是恒星死亡时 最后的能量释放，巨大的能量和极高的温度将促成更重的元素被合成，其过程包括：中子捕获（中子捕获分为R-过程和S-过程。R-过程即快中子捕获——高速高密度的中子流连续的轰击较重的原子核将产生一系列富含中子但不稳定的原子核，随后它们将经历各种衰变成为其它稳定的元素。一般认为，R-过程仅发生在超新星爆发后的数秒钟之内，而S-过程可以持续数千年——S-过程为慢中子捕获）、质子捕获（质子捕获将配合中子捕获形成重元素，此过程需要强大的质子流和1亿~10亿K的高温以克服质子与重元素原子核之间强大的电磁力）和光致分裂（又译光致蜕变，超新星的爆发也将伴随着强大的伽马射线爆发，极高能量的光子可以使诸如铁元素之类的原子核分裂回氦元素甚至氢元素——接踵而来的光子将质子或中子从原子核中逐个敲出。从某种意义上说，光致分裂在超新星核合成中为质子捕获和中子捕获提供了必要的条件）。

位于蛇夫座的超新星1604（又名开普勒超新星）爆发后的遗迹

其他内容 - 星族

在宇宙诞生之初，星际空间中弥漫着丰富的氢元素和氦元素，而其它元素相对来说非常稀少——所以天文学家有个习惯：把除氢和氦之外其它所有的元素都成为“金属”。太阳系拥有很丰富的“金属”元素，如地球上丰富的碳、硅、铁、金、银、铂，甚至像铀这样的重元素，这说明在太阳系形成的早期，就有一颗甚至多颗超新星在附近爆发，甚至可能，我们的太阳系就诞生在古老的超新星的余烬中。


最初的恒星 - 第三星族星
这是宇宙诞生后不久形成的、第一代的恒星。它们是非常巨大、高热和短命的，其质量可能数百倍于我们的太阳。由于这样的恒星已不再形成，所以如果想观测到它们，就只能在宇宙的边缘处搜索——遥远的星光需要很久才能到达地球，所以观测远处的星体就像是在回溯历史。

年长的恒星 - 第二星族星
或称贫金属星，它们缺乏（但还是有一些的）“金属”元素，少有行星环绕。今天可以观测到的第二星族星大多分布在银河的银晕或者球状星团中。一般认为，它们创造了元素周期表中所有的那些，稳定的元素。

年轻的恒星 - 第一星族星
富金属星，最年轻的一代恒星。太阳即属于这一星族。

[ 本帖最后由 beta1 于 2008-8-3 13:55 编辑 ]

白衣

beta1超人叔叔终于出现了...  [S::lol:]

beta1

大家好！

lipancs

created by super stars.

Fred

原帖由 beta1 于 2008-8-3 13:55 发表
大家好！

how long a
[S::$:]

beta1

原帖由 Fred 于 2008-8-5 15:16 发表

how long a
[S::$:]

灰常long啊~ [S::$:]

zs7779

这么浪的东西都是beta1写的？