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这种罕见矮星系是如何形成的,宇宙中的重元素是如何形成的

2022-03-24 06:49:43 来源:天空软件网 我要评论()

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你真想搞清楚,那可要硬着头皮看,讲点电视台不让播的吧这种罕见矮星系是如何形成的!

这种罕见矮星系是如何形成的,宇宙中的重元素是如何形成的

1、先分班:恒星的质量是主要参数,为此可以将大于0.08个太阳质量,小于8(大约,没有严格界定)个的定义为青铜班,大于8个,小于60个的定义为王者班。

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恒星是名副其实的炼金炉,把具有1个质子的氢,一直升级到具有平均具有244个核子的钚,其形成过程挺复杂的,在天文物理学教材上用了快半本书的零散内容来介绍这一过程,但为了各位客官好理解,我把这个过程大致提炼一下(划线了啊!):

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2、为了形成重核素,恒星使用了三种核反应方法:直接聚变、带电粒子捕获、中子捕获

直接聚变就是对等核素相加,核子数成倍的速度往上翻(不是非要相等),1变2,2变4,4变8,8变16,这种反应手段是青铜班和王者班各位同学能力强弱的主要反应,比如He3+He3=He4+2P。C12+C12=Ne20+H4。

带电粒子捕获主要包括:质子捕获、电子捕获、阿尔法粒子捕获

质子捕获是1个1个核子的往上加,比如P+P=H2+正e+电子中微子。特点是在质子,也就是氢核较多的情况下才是主要反应过程,因为质子的反应截面非常小,也就是说通常都发是青铜班和王者班早期使用的手段。

电子捕获比较特殊,因为中子和质子算是同一种粒子的不同状态,电子捕获某种意义上讲,就是中子和质子进行形态转换时的方法。比如:Be7+e=Li7+电子中微子。可以算是一种辅助核反应,偶有发生,但对于王者班的同学生命晚期来说是变身为中子星的主要过程。

阿尔法粒子捕获是核子数4个、4个的往上加,这种方法比较稳妥,青铜班和王者般在升级核素有点费劲的时候,都喜欢转到这种办法。

中子捕获也是一个一个的往上堆核数,通常发生在Fe56往上的升级上使用,因为此时核素的升级是一种吸能反应,而且核素的电荷非常大,需要克服的库伦势垒非常强,中子不带电要好的多。具体又细分为慢中子捕获、快中子捕获。使用方法往后看。

3、核素的升级大致分为H到He,He到Fe,Fe到Pu

H到He

这个阶段,青铜班和王者班都能在青中年时代(主序星)轻松到达,比如我们的太阳正在干事,完成这一步的整个核反应被称为P-P链(质子-质子链)。温度千万度量级就可以了。

He到Fe

这个青铜班和王者班就有点不一样了。

青铜班活到中老年(水平分支、渐近巨星支)阶段一般怼到C、N、O就怼不动了,产生的核素是恒星的主体。王者班要厉害的多,因为其巨大的引力势能,青年时代(主序星阶段)就能到Ne、Mg,轻松怼到Si,S,努努力就到Fe、Ni。

但这时候,青铜班、王者班都会同步的开始使用中子捕获的办法了,一开始偷偷的、少量的,而后较大量的使用这种方法,使其内核中或多或少(依班级而定)的Fe核素一点一点的元素周期表的后面推进。

以青铜班我们的太阳为例,一开始大约平均每个Fe核素等20年反应1次,后面随着中子数的不断增强,反应频率会有所增强,总体上这一过程会持续100多万年以上,被称为慢中子捕获,一般到Bi或Po结束。

Fe到Pu

前面说了,青铜班和王者班生命后期都会使用慢中子捕获的办法开始合成了,那快中子捕获呢。

快中子捕获说白了就是短时间,比如1秒内,出现了海量的高能中子,你想想会在什么情况下发生?

对了,就是超新星爆发或中子星合并

青铜班主要是通过I型超新星爆发来进行,也就是白矮星吸收超过钱氏极产生碳爆轰, 王者班是通过 II型超新星爆发共进行。

此时,中子在极端的时间内达到能量和数量的丰值,产生大量富中子重元素。

好了,讲完了,一个问答怼这么多字,我也是够累的,小手点点这,点点那,关注支持一下我吧!

参考文献:

1、《原子核物理》

2、《天体学物理》

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