這幅藝術(shù)家的插圖顯示了一個(gè)圍繞原子核運(yùn)行的電子，在原子核中，電子是一個(gè)基本粒子，但原子核可以被分解成更小、更基本的成分。
最簡(jiǎn)單的原子是氫，它是一個(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子結(jié)合在一起。
其他原子的原子核中有更多的質(zhì)子，質(zhì)子的數(shù)量決定了我們正在處理的原子類型。
每個(gè)原子核都含有質(zhì)子，質(zhì)子的數(shù)量決定了該元素的性質(zhì)。
原子核中有一個(gè)以上質(zhì)子的每個(gè)原子都是質(zhì)子和中子的混合物。
總體而言，帶正電的原子核負(fù)責(zé)圍繞它旋轉(zhuǎn)的帶負(fù)電的電子，以及每種元素固有的物理和化學(xué)性質(zhì)。
目前已知有100多種元素可分類到元素周期表中。
元素周期表以最常見的方式對(duì)元素進(jìn)行了顏色編碼，宇宙中的各種元素都是通過什么過程創(chuàng)建的。
所有比钚輕的不穩(wěn)定元素都是通過放射性衰變自然產(chǎn)生的，這里沒有顯示出來。
只有8個(gè)過程才能全部創(chuàng)建它們。
宇宙膨脹的視覺歷史包括被稱為大爆炸的炎熱致密狀態(tài)，以及隨后結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)和形成。
整套數(shù)據(jù)，包括對(duì)輕元素和宇宙微波背景的觀測(cè)，只留下大爆炸作為我們所看到的一切的有效解釋。
1.大爆炸。
早期的、炎熱的、密集的狀態(tài)首先產(chǎn)生了質(zhì)子和中子。
宇宙中最輕的元素是在炎熱的大爆炸早期產(chǎn)生的，當(dāng)時(shí)原始質(zhì)子和中子融合在一起，形成了氫、氦、鋰和鈹?shù)耐凰亍?/p>
鈹都是不穩(wěn)定的，在恒星形成之前，宇宙只剩下前三種元素。
只有最輕的穩(wěn)定元素，通過鋰(3)才能這么早熔化。
對(duì)一顆質(zhì)量極大的恒星一生的解剖，當(dāng)核心耗盡核燃料時(shí)，最終會(huì)發(fā)生II型超新星。
聚變的最后階段通常是燃燒硅，在超新星接踵而至之前，在核心產(chǎn)生鐵和類鐵元素的時(shí)間只有一小段時(shí)間。
核心崩塌的超新星可以有效地產(chǎn)生原子序數(shù)高達(dá)40左右的元素，但還不夠高。
2.大質(zhì)量恒星。
最大質(zhì)量的恒星壽命最短。
這張來自NASA錢德拉X射線天文臺(tái)的圖像顯示了仙后座A超新星遺跡中不同元素的位置，包括硅(紅色)、硫(黃色)、鈣(綠色)和鐵(紫色)，以及所有這些元素的覆蓋(上圖)。
這些元素中的每一種都能在很窄的能量范圍內(nèi)產(chǎn)生X射線，從而可以繪制出它們的位置圖。
它們?cè)诔滦侵醒杆俦?，產(chǎn)生了從碳(6)到鋯(40)的豐富元素。
形成Ia型超新星有兩種不同的方式：吸積情形(L)和合并情形(R)。
合并方案不僅是宇宙中許多最重的元素的主要原因，也是鐵的主要原因，鐵是宇宙中第九種最豐富的元素。
3.小質(zhì)量恒星。
質(zhì)量較低的類太陽(yáng)恒星會(huì)演化成巨星。
在恒星生命核心的高能階段產(chǎn)生的自由中子，使得元素可以通過中子吸收和放射性衰變一次一個(gè)地建立在元素周期表中。
超大恒星和進(jìn)入行星狀星云階段的巨星都是通過s過程做到這一點(diǎn)的。
在死亡之前，慢慢加入中子會(huì)產(chǎn)生從鍶(38)到鉍(83)的元素。
4.白矮星爆炸。
吸積和合并會(huì)引發(fā)白矮星爆炸：Ia型超新星。
Ia型超新星遺跡是由一顆白矮星在吸收或合并后爆炸產(chǎn)生的，它的光譜和光曲線與核心塌縮的超新星有根本的不同。
它們用一組與其他類型的超新星不同的元素豐富了宇宙。
這些產(chǎn)生的元素從硅(14)到鋅(30)。
在合并的最后時(shí)刻，兩顆中子星不僅會(huì)發(fā)出引力波，還會(huì)發(fā)出一場(chǎng)災(zāi)難性的爆炸，在整個(gè)電磁光譜中回蕩。
同時(shí)，它在元素周期表的高端產(chǎn)生了一系列重元素。
5.合并中子星。
兩顆中子星相撞，顯示合并過程中發(fā)出的電磁波和引力波。
對(duì)多個(gè)信使的綜合解釋使它能夠理解中子星的內(nèi)部組成，并揭示我們宇宙中最極端條件下物質(zhì)的性質(zhì)。
事實(shí)上，這個(gè)過程是我們?cè)S多最重元素的起源。
從鈮(41)到钚(94)，它們創(chuàng)造了最重的天然元素。
當(dāng)高能宇宙粒子撞擊原子核時(shí)，它可以在一個(gè)被稱為散裂的過程中將原子核分裂。
這是宇宙一旦到達(dá)恒星年齡，就會(huì)產(chǎn)生新的鋰、鈹和硼的壓倒性方式。
6.宇宙線散裂。
高能宇宙粒子將大質(zhì)量的原子核炸開。
高能天體物理源產(chǎn)生的宇宙射線可以到達(dá)地球表面。
當(dāng)宇宙線與重原子核相撞時(shí)，會(huì)發(fā)生散裂，通過炸開原始原子核來產(chǎn)生較輕的元素。
鋰、鈹和硼這三種元素都是通過這種工藝大量生產(chǎn)出來的。
散裂創(chuàng)造了宇宙中的鋰(3)、鈹(4)和硼(5)。
重的、不穩(wěn)定的元素會(huì)發(fā)生放射性衰變，通常是通過發(fā)射α粒子(氦原子核)或經(jīng)歷β衰變，如圖所示，中子會(huì)轉(zhuǎn)化為質(zhì)子、電子和反電子中微子。
這兩種類型的衰變都會(huì)改變?cè)氐脑有驍?shù)，從而產(chǎn)生一種與原始元素不同的新元素。
7.放射性衰變。
有些同位素自然是不穩(wěn)定的。
元素周期表上的第96號(hào)元素(在這里被不恰當(dāng)?shù)胤Q為“Cu”而不是“Cm”)，可能會(huì)在某些恒星大災(zāi)難中產(chǎn)生，但在像地球這樣的行星上持續(xù)存在之前就會(huì)衰變。
像這樣的放射性衰變鏈產(chǎn)生了許多元素，這些元素是自然產(chǎn)生的，沒有其他可持續(xù)的方式。
衰變產(chǎn)生氚(43)、質(zhì)子(61)和許多比鉛(82)更重的元素。
在更新元素周期表時(shí)，阿爾伯特·吉奧索(Albert Ghiorso)在103號(hào)空間題寫了“l(fā)w”(Lawrencium)；codiscoverers(L.到r.)。
羅伯特·拉蒂默、托比約恩·斯克蘭德博士和阿爾蒙·拉什在一旁贊許地看著。
這是第一個(gè)在陸地條件下完全使用核手段創(chuàng)造的元素。
8.人造元素。
反式钚(>94)元素完全是實(shí)驗(yàn)室制造的。
重離子在我們的努力中被加速和碰撞，以使最重的元素成為可能，包括那些不是自然產(chǎn)生的元素。
目前的記錄保持者是118號(hào)元素Oganesson，它是唯一一種在室溫下可能不是氣體的“惰性氣體”。
只有人類引起的核反應(yīng)才會(huì)產(chǎn)生它們：一直到奧加內(nèi)松(118)。
今天在宇宙中發(fā)現(xiàn)的每種元素豐度的主要來源。
“小星”是指任何質(zhì)量不足以成為超巨星和超新星的恒星；許多歸因于超新星的元素可能更好--由中子星合并而成。
聯(lián)系客服
