宇宙氧元素 宇宙中氧元素丰度为何排第三位(3)

所以，虽然它们俩是较轻的元素，在宇宙中的丰度却极其低。

▲铍和硼的产生源于宇宙射线

然后呢？

在恒星内部，α粒子非常活跃，不仅参与“3α过程”，当恒心中心的碳积累到一定程度时，还会继续和高级原子核发生反应，和碳生成氧。

再一路反应下去，生成氖20、镁24、硅28、硫32、氩36、钙40、钛44、铬48、铁52和镍56。

相当于不断向原子核中“塞”阿尔法粒子。这个过程叫做“α过程”，也叫作“α阶梯”。

上面提到的这些偶数原子序数的元素也叫作“α元素”！

这条线路在镍56这里走到了头，但镍56并不稳定，发生电子俘获会衰变成铁56。

一般认为铁56是最稳定的同位素，其实不然，镍62才是比结合能最高的同位素。

但一方面镍62不在这条反应路线上，另一方面由于“光致蜕变”作用，高能伽马射线会切断原子核，所以宇宙中镍的丰度远远少于铁。

“α过程”在恒星内部发生的几率很低，且主要以生成氧、氖为主，对恒星的能量产生没有显著的贡献。

由于强大的库伦势垒，氖以后的反应更不容易发生。但这毕竟是偶数原子序数元素的一条生路，奇数原子序数的元素盼星星盼月亮都没这条路线呢……

所以宇宙中奇数元素都比较少。问题又简化了一步，奇数元素被排除，接下来只要比较碳到铁的偶数元素就可以了。

然后呢？

和太阳质量差不多的普通恒星走到“3α过程”就到头了，接下来它们会变成一颗白矮星，主要成分就是碳和氧，有人搞噱头说这是“钻石星球”，其实白矮星上的超固态和我们熟知的钻石是两种形态。

而当一颗恒星的质量超过8个太阳，其中心温度超过5亿度，密度超过300万吨/立方米，就会继续开启“碳燃烧”路线。

两个碳原子核聚变生成氖20、钠23、镁23、镁24和氧16。其中，前三者是主反应。

这个过程中，虽然氧的产出很少，但氧坐观“小弟”碳的“燃烧”，而最大限度保留了自己，所以“碳燃烧”的最终结果是产生一个氧，氖，钠和镁的内核。

你可能以为，这种燃烧的条件如此苛刻，应该持续很长时间吧？

其实不然！

基本上是越重的恒星反应速度越快，对一颗25倍太阳质量的恒星来说，仅仅600年，就足够“碳燃烧”殆尽了！

然后呢？

你可能以为，按照座次，应该轮到“氧燃烧”了吧？

其实不然！氖元素说：“氧小弟别急，先等等，我先上！”

当“碳燃烧”结束形成一个氧，氖，钠和镁的内核后，恒星中心的温度和压力继续升高，达到12亿度，密度超过400万吨/立方米后，就会启动“氖燃烧”，这个条件并不比“碳燃烧”难很多。

和之前的核聚变反应不一样，“氖燃烧”并非氖核和氖核的反应，而是在强烈的伽马射线辐射下的“光致蜕变”反应。

氖核在受伽马射线激发后，变成氧16和一个α粒子；也有一部分氖核继续发生α阶梯反应，和α粒子结合变成镁24。

因此“氖燃烧”的结果是生成更多的氧和镁，你开始理解为什么氧比碳多了吧？

“氖燃烧”的另一个结果是：镁是宇宙中最多的金属元素。

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“氖燃烧”大约持续数年，留下了一个氧和镁的内核，如果恒星足够大，让中心的温度达到15-26亿度以上，密度达到260-670万吨/立方米的时候，氧元素：“终于等到要出场了吗？我要燃烧！”

▲宇宙第三大元素——牧绅一：终于轮到我出场了吗？

氧燃烧是两个氧原子发生聚变，生成硅28（34%），磷31（56%），硫32，硫31，硅30和磷30。根据不同恒星的大小，这一过程最长持续5年，最短3天就结束了。