철핵의 집결 에너지가 가장 커서 별들이 철로 융합되면 계속 연소할 수 없다. 이 시점에서 더 이상 핵융합 반응의 장력이 별의 거대한 중력에 대항하지 않고, 질량 별 중심의 철핵이 붕괴를 가속화하기 시작했다. 격렬하게 붕괴된 후, 항성 외층의 물질도 안쪽으로 추락하고, 이때 초신성 폭발이 발생한다. 별의 껍데기는 초신성 폭발에서 우주로 분사되고, 중앙핵은 중성자나 블랙홀로 존재한다.
초신성이 폭발하는 극한의 고온 고압 상태에서 철보다 무거운 원소 (예: 금 등 중금속 원소) 를 합성해 우주로 던진다. 이러한 초신성 발사체는 현재의 태양, 지구, 생명처럼 차세대 별 시스템의 원료가 될 수 있습니다.
당신은 우리의 흔히 볼 수 있는 금, 은, 구리 등 중금속이 초신성에서 폭발한다는 것을 믿지 못할 수도 있습니다!
철, 그리고 탄소, 산소, 칼슘과 같은 철 이전의 원소들은 모두 별의 핵융합에서 나온다. 이 과정에서 원자 서수가 낮은 원소는 원자 서수가 높은 원소와 결합하여 동시에 에너지를 생산한다. 예를 들어 수소는 헬륨으로 결합하여 동시에 에너지를 생산할 수 있다.
그러나 이 과정은 영원히 지속될 수 없다. 일단 원소의 서수가 철을 초과하면 핵융합은 에너지를 생산할 수 없다. 반대로 에너지를 흡수한다. 만약 하나의 반응이 에너지를 흡수한다면, 외부 에너지 입력이 없다면, 그것은 지속될 수 없는 것이다.
그래서 철 뒤의 원소는 핵융합이 아니라 초신성 폭발로 인한 것이다.
초신성 폭발의 주요 에너지는 보통 중력에서 나온다. 별 자체의 핵반응이 자신의 질량을 지탱할 수 없을 때 붕괴하기 시작한다. 동시에 중력력은 거대한 열로 변환되어 초신성 폭발을 일으킨다.
이 과정에서 흡열 핵융합이 일어나 오늘날 우리가 잘 알고 있는 구리, 금 등 중금속을 생산할 수 있다.
철의 핵융합 반응은 별의 에너지를 소모하여 항성 내부의 불균형을 초래하여 핵융합을 계속하여 더 무거운 원소를 합성할 수 없기 때문이다. 알려진 상황으로 볼 때, 초철 원소에는 두 가지 출처가 있다.
첫 번째는 질량 별의 초신성 폭발이다. 철의 핵융합으로 별이 폭발할 때, 상당한 수의 자유 중성자가 발생한다. 느린 중성자와 빠른 중성자 과정을 통해 철 원자는 자유 중성자를 포획한 다음 우주에 자연적으로 존재하는 각종 초철 원소를 27 번 원소 코발트에서 94 번 원소 플루토늄까지 계속 합성할 수 있다. 핵융합 합성의 중원소와 철원자가 중성자를 사로잡아 합성한 초철원소는 초신폭발로 우주로 방출되어 새로운 행성계의 원료가 되어 생명의 출현을 위한 중요한 기초를 제공한다. 지구의 생명을 구성하는 중원소는 모두 태양계가 형성되기 전의 초신성에서 나온다.
두 번째는 두 중성자 별의 합병이다. 지난해 발견된 중성자성의 첫 중력파 사건에 따르면 중성자별 충돌로 인한 파편도 금, 백금 등과 같은 중원소로 진화한다.
별이 수렴하여 철로 변하는 이유는 철핵에서 양성자, 중성자, 양성자와 중성자의 결합이 모든 원자핵 중 가장 크기 때문이다. 즉, 철핵보다 작은 원자핵에 추가되는 모든 양성자나 중성자가 에너지를 방출하고, 각 융합이 철핵으로 융합된 후의 양성자나 중자가 에너지를 흡수해야 하기 때문이다. 따라서 철보다 더 무거운 원소, 즉 철핵보다 더 무거운 원자핵을 생산하려면 외부의 에너지가 많이 필요하다.
이전에는 이 모든 무거운 원소들이 붉은 거성과 초신성 폭발에서 나온 것으로 여겨졌다. 사실, 핵 물리 계산에 따르면, 붉은 거성 단계 소질량 별의 원자핵이 포로로 잡은 중성자는 대부분의 탄소질소와 소량의 중핵의 출처 (그림의 녹색 부분) 이며, 초신성 폭발 단계 대질량 별의 원자핵이 포로로 잡은 중성자는 대부분의 경원소의 출처 (그림의 노란색 부분) 이고 나머지는 백란성 폭발 (그림의 은회색 부분) 에서 나온 것으로 나타났다.
하지만 핵물리학의 계산도 이 같은 과정이 더 무거운 방사성 원소의 원자핵을 생산하지 않는다는 것을 발견했다. 중성자성과 우주의 이런 희귀한 고에너지 사건을 결합해야만 이 원자핵을 생산할 수 있다 (그림의 보라색 부분). 중성자성의 합병이 없는 직접적인 관측으로 작년까지 가설에 불과했지만 지난 여름 리고가 관찰한 중력파 사건 LIGO170817 은 중성자성의 합병사건의 존재를 직접 입증해 이 문제에 대해 원만한 마침표를 찍었다.
별 핵융합은 확실히 철로 끝난다.
우주의 중원소 (예: 금, 은 등) 는 모두 초신성이 폭발할 때 발생한다.
비교적 큰 별들은 진화 후기에 열량이 별의 중력을 유지하기에 충분하지 않아 안쪽으로 무너지고 붕괴 과정에서 물질 구조가 터진다. 이 과정에서 거대한 중력 에너지가 열로 바뀌고 고온이 더해져 초신성 폭발이 발생했다. 이 폭발의 순간은 중금속 원소의 형성이다.
이것은 현재의 주류 관점이다.
그렇다면 항성 초신성이 폭발한 후의 잔류물은 무엇일까? 답은 중성자성이다. 중성자 별은 더 이상 정상적인 물질이 아니며, 이 모든 원자들은 중력에 의해 부서졌다. 따라서 금, 은 등 중금속 원소가 중성자성 생성 과정에서 도망자라고 생각할 수 있다. 이 도망자들은 원자 구조를 유지했지만 중금속 원자가 되었다.
물론 중금속 원소를 생산할 수 있는 다른 물질 메커니즘도 배제할 수 없다. 특히 우주 초기에는 온도가 높았고, 이 용광로에서 중금속 원자의 원자핵도 발생할 수 있다. 물론 이런 상황은 발생하기 어렵지만, 작은 확률도 있다.
수소, 헬륨, 리튬, 베릴륨, 붕소, 탄소, 질소, 산소, 네온, 나트륨, 마그네슘, 알루미늄, 실리콘, 인 ... 대부분의 사람들에게 화학' 원소주기표' 는 당연히 낯설지 않다. 그러나 수소와 헬륨을 제외하고 우주의 다른 중원소들이 어떻게 형성되었는지는 여전히 풀리지 않은 수수께끼로 남아 있다.
현재 과학계에서는 일부 중원소가 별에서 수소와 헬륨의 핵융합 반응에 의해 발생한다는 것이 보편적으로 받아들여지고 있다. 별이 초신성으로 폭발하면 다른 중원소가 형성된다. 하지만 최근' 물리평론익스프레스' 에 발표된 새로운 이론 모델에 따르면 마이크로블랙홀은 내부에서 중성자를 파괴할 수도 있고 귀중한 금을 포함한 중원소를 생산할 수도 있다. 게다가, 중원소의 출처에 대한 다른 추측이 있다.
중원소는 초신성 폭발로 탄생했다.
질량 별의 핵심 핵융합이 철과 그 이전의 중원소를 발생시킨 후, 별은 격렬하게 무너져 초신성 폭발을 형성한다. 별의 철원소는 고온고압에서 자유 중성자, 전자, 양성자와 반응하여 우라늄 이전의 모든 중원소를 생산한다.
현재 과학계의 주류 견해는 빅뱅 이후 우주에는 수소 헬륨 등 가장 흔한 경원소가 가득 찼고, 우주의 일부 중원소는 별 내부의 핵융합에서 나온 것으로 보고 있다.
과학자들은 매우 높은 온도와 압력 하에서 원자핵 밖의 전자가 원자핵의 속박에서 벗어나 두 원자핵이 서로 끌어당겨 서로 충돌하면 핵융합이 일어나 더 무거운 품질의 새 원자핵을 만들 수 있다고 지적한다. 이것을 핵융합이라고 합니다. 철 앞의 무거운 원소는 모두 항성 커널 핵융합으로 만들어진 것이다.
별의 탄생 초기의 모든 에너지는 수소에서 헬륨으로 축적된 것이다. 융합은 별이 자신의 중력에 저항하고 붕괴하는 에너지의 원천이다. 질량이 큰 별에서 수소가 연소되면 자체 중력 작용으로 붕괴되어 핵심 온도와 압력이 크게 증가하여 헬륨 융합이 탄소산소를 생성하는 조건에 도달한다. 헬륨가스가 점차 소모되면서 별은 다시 무너지기 시작하고, 온도와 압력은 더욱 상승하며, 탄소와 산소의 융합은 실리콘을 생산한다. 그런 다음 같은 방식으로 실리콘이 녹아 철을 만듭니다. 철융합으로 인한 에너지가 득실되지 않아 철까지 융합된 사슬이 멈췄다. 이때 별의 최외층부터 최내층까지 수소, 헬륨, 탄소, 실리콘, 철이 차례로 나온다.
그러나 별의 진화는 이 점에서 완전히 멈추지 않았다. 별의 고온은 구리, 니켈, 아연, 우라늄과 같은 철 뒤의 원소를 "요리" 하기에 충분하지 않기 때문이다. 이러한 무거운 원소의 탄생을 촉진하기 위해서, 우리는 더 큰 용광로가 필요하다. 바로 초신성 폭발이다.
과학자들은 질량이 큰 별이 철핵을 생성하면 핵융합반응이 중단되면서 격렬하게 붕괴되어 초신성이 폭발할 것이라고 지적했다. 철은 매우 높은 온도와 압력 하에서 자유 중성자, 자유 전자, 양성자 및 기타 원자핵과 반응하여 우라늄 92 이전의 모든 중원소를 발생시켜 초신성이 폭발하면서 우주로 확산된다.
중성자 별 두 개가 충돌할 때, 일부 물질은 우주로 던져질 것이다. 이 물질들은 중성자가 풍부하며, 많은 중성자가' 종자 핵' 을 쏘아 원자량이 증가하는 원소를 형성한다.
대부분의 과학자들은 자연계에서 철부터 우라늄에 이르기까지 안정된 중원소의 약 절반이 생명 말기에 초신성 폭발이 발생했을 때 생겨났다고 생각한다. 그러나 일부 과학자들은 다른 가능성을 제시했다. 그들은 이러한 중원소의 기원이 더 맹렬하고 보기 드문 메커니즘, 즉 초고밀도 중성자별 사이의 충돌일 수 있다고 지적했다.
중성자성은 별의 쇠퇴와 초신성이 폭발한 후 남겨진 유적으로 밀도가 매우 높다. 직경이 수백 킬로미터인 중성자성은 질량이 태양과 같거나 더 클 수 있다. 지구상에서 중성자 별 물질 한 숟가락을 들고 있다면, 이 숟가락의 무게는 50 억 톤에 달할 것이다.
대부분의 중성자성은 모두 단독이지만, 중성자별 두 개는 쌍성계를 형성할 것이다. 그들은 서로를 중심으로 10 억 년 동안 회전할 수 있지만, 어느 날 중성자 별 두 개가 결국 파괴적인 충돌에 빠질 때까지 그 과정에서 서로 가까워질 것이다.
미국 하버드스미소니언 천체물리학센터의 과학자 에도 버그 (Edo Berg) 에 따르면, 이때 중성자별 두 개 대부분이 더 무너져 블랙홀을 형성하고 다른 부분은 우주로 던져진다. 이 물질들은 중성자가 풍부하고 중성자는 원자량이 증가하는 원소를 형성한다. 캘리포니아 대학 버클리 분교의 천체물리학자 다니엘 카슨 (Daniel Carson) 은 많은 중성자가 필요하고, 금, 납, 백금 등의 중원소를 합성하기 위해 그' 씨앗 핵' 을 향해 쏘아야 한다고 설명했다. 자동차 점토판에 쌓인 진흙과 같다.
과학자들은 감마선 폭발 때문에이 결론에 도달했습니다. 이 감마선 폭발은 지구에서 약 39 억 광년 떨어져 있다. 기간은 0.2 초도 안 되지만 적외선 잔광은 며칠 동안 지속될 수 있다. 과학자들은 관측결과를 이론 모델과 비교한 결과, 대량의 중금속 원소가 형성된 후 발생하는 방사성 휘광이라는 결론을 내렸습니다. 이 중금속은 중성성 충돌 사건에서 생겨났습니다.
카슨은 이번 충돌에 대해 대충 추산하여 이번 사건에서 지구 질량의 20 배에 해당하는 금이 생겨났다고 생각했다. 이 금은 100 조 개의 기름통을 채우기에 충분하다. 그리고 이번 충돌 사건에서 생긴 백금의 양은 심지어 금의 7 배에 이른다.
또한 과학자들은 니제르 좌석 2 (Netherseat II) 의 가장 밝은 별 9 개 중 7 개의 무거운 원소가 들어 있는 별을 발견했는데, 이는 어떤 왜소 은하에서보다 더 많은 것을 발견하였다. (윌리엄 셰익스피어, 니제르, 니제르, 니제르, 니제르, 니제르, 니제르, 니제르) 과학자들은 이 별들의 중원소가 다른 유사한 은하에서 관찰된 중원소보다 100 배 더 가깝다고 말한다. 대부분의 초신성 폭발로 인한 중원소가 격자보다 훨씬 가볍기 때문에, 초신성 폭발보다 더 희귀한 것이 있다는 것을 증명하는 왜소 은하에서 이렇게 많은 원소가 발견되었다. (윌리엄 셰익스피어, 초신성, 초신성, 초신성, 초신성, 초신성, 초신성, 초신성, 초신성)
블랙홀은 중성자 별을 파괴하고 무거운 원소의 원천이 되었다.
원생 블랙홀은 내부에서 중성자를 삼키고 중성자를 빠르게 수축시키고 스스로 변환하게 하여 결국 일부 부품을 체외로 내던지게 한다. (윌리엄 셰익스피어, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀) 이러한 중성자가 풍부한 분리 부분은 중원소의 원천이 될 수 있다.
일부 연구가들은 금, 은, 백금, 우라늄과 같은 우주의 중원소가 초기 우주가 탄생할 때 블랙홀을 통해 형성될 수 있다고 추측한다.
BIGBANG 에서, 그것의 특이한 강도는 일부 물질을 꽉 눌러서' 원시 블랙홀' 을 형성한다. 이런 블랙홀은 별의 붕괴로 형성된 것이 아니다. 이론적으로 원시 블랙홀은 일반 블랙홀보다 작고 육안으로는 보이지 않을 정도로 작다.
이 최신 연구에서 연구원들은 원생 블랙홀이 중성자성과 충돌할 것으로 보고 중성자성은 거의 완전히 중성자로 이루어져 밀도가 매우 높으며, 원생 블랙홀은 중성자성의 중심 영역으로 가라앉아 내부에서 삼키게 될 것으로 보고 있다. (윌리엄 셰익스피어, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀, 블랙홀) UC 로스앤젤레스 분교의 이론물리학자 알렉산더 쿠셴코 (Alexander Kusenko) 는 이런 상황이 발생할 때 블랙홀이 내부에서 중성자성을 삼키는 과정이 약 1 만년 지속될 수 있다고 생각한다. 그 후 중성자성은 자신의 수축에 따라 더 빨리 돌면서 결국 작은 부품들이 몸 밖으로 내던져지게 된다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 자기관리명언) 중성자가 풍부한 이러한 분리 부분은 중원소의 원천이 될 가능성이 높다.
하지만 쿠신코도 중성자가 블랙홀을 잡을 가능성이 낮다고 밝혔다. 이는 소수의 은하만 중원소가 풍부한 관측과 일치한다. 초기 우주가 형성한 블랙홀이 중성자성과 충돌하여 중원소를 만들어내는 이론도 은하 중심 지역 중성자성의 희소성을 설명했다. 올해 말 쿠신코와 그의 동료들은 프린스턴 대학의 과학자들과 협력하여 중성자성과 블랙홀의 상호 작용을 통해 중원소를 만들어내는 과정을 컴퓨터로 시뮬레이션한 것으로 알려졌다. 또한 시뮬레이션 결과를 인근 은하의 중원소 관측과 비교해서 지구에 존재하는 금, 백금, 우라늄이 초기 우주의 블랙홀에서 나온 것인지 판단하고자 한다.
답: 철보다 무거운 원자는 초신성과 같은 다른 방법으로 생산할 수 있다.
원자의 평균 핵 질량 중 철의 평균 핵 질량이 가장 낮다.
철 -56 이 가장 안정적인 원자라는 것을 의미합니다.
(1) 철보다 작은 원자는 융합하면서 엄청난 에너지를 방출할 수 있다.
(2) 철보다 큰 원자는 분열할 수 있고 엄청난 에너지를 방출한다.
(3) 그러나 철원자융합이 더 무거운 원자를 생산할 때 대량의 에너지를 흡수한다.
항성 형성 진화 이론에 따르면 철 원자의 중합반응에는 60 억 도 이상의 고온이 필요하지만 별 내부의 최고 온도는 수억 도에 불과하기 때문에 별 내부의 온도는 철 원자의 중합반응을 수행하기에 충분하지 않으며 별 내부의 핵융합은 철을 종점으로 한다.
그러나, 진화의 말기에 큰 질량의 별이 초신성으로 폭발할 수 있다. 초신성이 폭발하는 순간 내부는 수십억 도의 고온을 형성하여 철원자 융합의 조건을 만족시켜 더 무거운 원소를 만들어 낼 수 있다.
우리 인체에 저장된 중원소는 지구가 형성되기 전의 초신성 폭발에서 비롯된다는 말이 있다.
또 초신성 폭발 외에도 중성자성 합병 등 격렬한 천문 사건도 철원자융합 조건을 만족시킬 수 있다.
철의 경우, 질량 별의 특허이다. 예를 들어, 우리의 태양은 아직 철을 접할 기회가 없지만 탄소와 산소로 완성된다.
그렇다면 우주의 금과은 등 중원소는 어떻게 생겨났을까?
질량이 큰 별의 핵융합은 철보다 더 많은 물질을 생산할 수 있다. 빅뱅에서 초급핵 합성의 초기 단계는 주로 수소, 헬륨, 리튬 (소량) 경핵을 생산한다. 플루토늄, 리튬 등 경핵은 우주광선으로 인한 융합 반응을 통해 합성될 수 있다.
플루토늄 뒤의 원소는 별과 그 별 사건으로 합성된 것이다.
예를 들어, 태양과 같은 저질의 별은 백색 왜성으로 진화할 수 있으며, 결국 탄소와 산소로 구성된 백색 왜성을 만들어 낼 수 있습니다. 물론, 만약 별의 질량이 크다면, 백란성은 산소, 플루토늄, 마그네슘으로 구성될 것이다.
대질량 별 (보통 태양 질량의 8 배 이상인 별) 은 초신성 폭발을 일으킨다. 초신성 폭발은 중원소의 가공 공장으로, 우주의 격렬한 천문 사건은 금, 은, 백금, 수은, 납 등의 중원소를 생성할 수 있다.
초신성 폭발은 많은 무거운 원소를 던질 것이다. ) 을 참조하십시오
또 중성자의 합병, 블랙홀의 충돌, 중성자와 블랙홀의 충돌도 중원소를 던진다.
그래서 무거운 원소의 생성은 고온고압과 분리 할 수 없습니다. 금과 같이 우주에서 매우 드문 것입니다. 그래서 모든 국가가 더 비싼 보석보다는 금을 비축으로 사용하는 이유입니다.
졸견, 평론을 환영합니다! 이 대답은 원래 게임 공상 과학 팬이 쓴 것이다. 관심을 가져 주셔서 감사합니다. 함께 상상하고 함께 우주를 여행합시다! 장미를 선물해, 손에 여향이 있어!
우선 핵융합은 두 가지 중요한 전제조건이 있다는 것을 이해해야 한다. 첫째, 별 내부의 온도와 압력은 충분히 높지만, 압력은 너무 높아서는 안 된다. 그렇지 않으면 별 전체가 곧 붕괴될 것이다. 즉 핵융합으로 인한 외부 추력은 별 자체에서 발생하는 외부 중력과 균형을 이루어야 한다는 것이다!
이 엄격한 요구 사항은 또한 왜 별이 최소 및 최대 질량 요구 사항을 가지고 있는지 설명합니다. 질량이 너무 작으면 별을 형성할 수 없다. 내부 온도와 압력이 목성과 같이 도달하지 못하기 때문이다. 질량이 너무 커서 좋지 않아요. 중력이 너무 커서 안쪽으로 무너질 거예요!
별의 질량이 제한되어 있기 때문에 핵융합은 영원히 지속될 수 없고, 보통 철이 되면 멈춘다.
핵융합이 없으면 핵융합과 중력의 균형이 깨지고 중력이 주도적으로 자리잡기 시작하면서 별 전체가 급격히 무너지기 시작하면서 온도와 압력이 빠르게 상승하고 임계치에서 격렬한 폭발이 일어나 초신성이 탄생했다!
초신성 폭발로 인한 에너지는 상상을 초월하고, 밝기가 매우 높으며, 심지어 전체 은하의 밝기를 능가한다. 동시에, 폭발의 순간, 매우 높은 온도와 압력으로 인해, 철 원소는 함께 모이기 시작했고, 결국 우리의 흔히 볼 수 있는 중원소를 형성하여 초신성의 폭발로 우주로 분출했다!
하지만 질량이 큰 별만이 결국 초신성을 형성하고, 태양 크기의 별은 초신성을 형성하지 않고, 결국 백란성만 형성된다! 초신성 폭발의 결과, 더 무거운 원소를 형성하는 것 외에 나머지 핵심은 중성자성이나 블랙홀이다!
핵융합이 철로 끝나는 것은 횡성 내부의 융합 과정이 철까지만 도달할 수 있기 때문이며, 근본적인 원인은 철과 융합한 후 에너지를 흡수하기 때문이며 이전의 경원소 융합과는 다르다. 이것이 바로 별이 철을 생산하기 시작할 때, 그 별의 생명이 종말을 향해 나아가기 시작한다는 것을 의미한다. (존 F. 케네디, 희망명언)
별이 철을 생산할 때, 그 융합 과정은 에너지가 융합 과정에 흡수되게 할 것이다. 에너지가 부족한 상황에서 별은 더 이상 융합 과정을 유지할 수 없어 별의 물질이 자신의 중력에 저항할 수 없게 된 다음 행성이 무너져 초신성이 폭발했다.
철을 초과하는 물질은 대부분 초신성 폭발로 인한 고에너지로 인한 융합 반응에서 비롯되며, 이로 인해 이러한 중핵 원소가 다른 지역으로 유입된다.
따라서 핵융합이 철로 끝나는 것은 옳지 않다. 정확히 말하면, 별의 정상 주기에서 내부 핵융합은 철로 끝난다. 현재 인공적으로 합성할 수 있는 원소의 질량은 이미 철을 훨씬 능가하고 있으며, 입자 충돌 과정에서 대량의 에너지를 소모해야 한다.