宇宙的組成，即構(gòu)成物質(zhì)每一部分的元素是由于恒星的生命和死亡而不斷變化和演變?！犊茖W(xué)》期刊1月31日發(fā)表的一篇評論文章詳細(xì)描述了這些元素是如何隨著恒星的成長、爆炸、衰減和合并而形成。

俄亥俄州立大學(xué)(Ohio State University)天文學(xué)教授、這篇文章的作者珍妮弗·約翰遜(Jennifer Johnson)說：宇宙經(jīng)歷了一些非常有趣的變化，突然之間，元素周期表（宇宙中元素的總數(shù)）發(fā)生了很大的變化。

博科園-科學(xué)科普：大爆炸之后的1億年里，除了氫、氦和鋰，什么都沒有，然后我們開始得到碳和氧以及非常重要的東西?，F(xiàn)在，我們正處于元素周期表的輝煌時期。自19世紀(jì)60年代以來，元素周期表幫助人類了解宇宙的元素。當(dāng)時，俄羅斯化學(xué)家門捷列夫(Dmitri Mendeleev)認(rèn)識到某些元素的化學(xué)性質(zhì)是相同的，并將它們組織成一張周期表。它是化學(xué)組織元素的方式，幫助從小學(xué)到世界上最好的實驗室科學(xué)家們了解宇宙中各種物質(zhì)是如何聚集在一起的。

但是正如科學(xué)家們早就知道的那樣，元素周期表只是由星塵構(gòu)成的：元素周期表上的大多數(shù)元素，從最輕的氫到重元素(如元素)，都是從恒星開始。隨著新元素的發(fā)現(xiàn)（或者說是合成元素）在世界各地的實驗室中被創(chuàng)造出來，這張桌子也在不斷擴大。但是門捷列夫?qū)υ恿亢陀钪鏄?gòu)成元素的基本理解是正確的。核合成（創(chuàng)造新元素的過程）始于138億年前的大爆炸。宇宙中最輕的元素氫和氦也是大爆炸最初產(chǎn)物。但是更重的元素（元素周期表上幾乎所有其他元素）主要是恒星生命和死亡的產(chǎn)物。

大質(zhì)量恒星，包括距離地球1300光年的獵戶座中的一些恒星，融合元素的速度比小質(zhì)量恒星快得多。這些巨大的恒星將氫和氦融合成碳，并將碳轉(zhuǎn)化為鎂、鈉和氖。大質(zhì)量恒星死于超新星爆炸，釋放元素（從氧到硅再到硒）到它們周圍的空間。體積較小、質(zhì)量較低的恒星——與我們的太陽差不多大的恒星，在它們的核心將氫和氦融合在一起。然后氦聚變成碳。當(dāng)這顆小恒星死亡時，它會留下一顆白矮星。白矮星在合并和爆炸時合成其他元素，一顆爆炸的白矮星可能會將鈣或鐵送入其周圍的深淵。

合并的中子星可能產(chǎn)生銠或氙。因為和人類一樣，恒星在不同的時間尺度上生存和死亡，也因為恒星在其生命和死亡過程中產(chǎn)生不同的元素，宇宙中元素的組成也會隨著時間而變化。恒星形成元素需要幾個不同的過程，而這些過程有趣地分布在元素周期表上。當(dāng)想到宇宙中所有的元素時，想想有多少恒星獻出了自己的生命是很有趣的——而不僅僅是大質(zhì)量恒星爆炸成超新星。它也有一些恒星，像我們的太陽，和更老的恒星，它需要一個很好的恒星范圍來給我們元素。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來自: ?俄亥俄州立大學(xué)

Laura Arenschield,?The Ohio State University

參考期刊文獻:《科學(xué)》

DOI: 10.1126/science.aau9540

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