恒星核聚变只能到铁元素，那么更重的元素是如何产生的？

如果你对宇宙天文领域感兴趣，应该知道宇宙中无数颗恒星都是各种元素的加工厂，通过不断的核聚变，把氢元素一步步聚变成更重的元素。

比如说我们的太阳，核心温度高达1500万摄氏度，压力更是能达到2445亿个地球标准大气压、太阳核心时刻上演着核聚变，把氢聚变成氦，同时释放出巨大能量。当太阳走向生命末期时（红巨星），氦又会聚变成碳，氧等更重的元素。

地球上自然存在的元素有92种，铀是目前发现最重的元素，比铀更重的元素在自然界很难存在，基本上都需要人工合成，半衰期也都很短。

通常情况下，恒星核聚变到铁元素就停止了，那么既然这样，比铁更重的元素还有很多，它们是如何产生的呢？

首先我们需要弄清楚一点：为何恒星核聚变到铁就停止了？

这里需要了解两个概念：结合能和比结合能。结合能：把质子和中子分开所需要的能量。比结合能：结合能与核子数量的比。在核聚变的过程中，比结合能显得更重要。

比结合能越大，意味着核子（原子核）会表现得越稳定。而在众多元素中，铁元素是所有元素中比结合能最大的，当然也是最稳定的元素。一般我们会把比铁重的元素称作超重元素。

明白了这点，我们再来说说恒星核聚变的过程。

恒星核聚变的过程与恒星质量息息相关。对于质量小的恒星（通常小于太阳质量的0.8倍），核聚变到氦元素就戛然而止了，因为这类恒星质量不够大，核心温度和压强都不够强，所以很难让氦再继续发生核聚变。

还有一类恒星，就像我们的太阳，质量相对足够大，当氢元素聚变成氦元素之后，氦元素会继续发生聚变，释放出巨大能量把恒星外表的大气层吹跑，俗称：氦闪。然后氦元素还会继续聚变下去，聚变成碳，氧等更重的元素，但很难聚变到铁元素。

而比太阳质量更大的恒星（通常达到太阳质量的3倍以上），由于核心温度足够高，压力足够强，可以持续发生核聚变到铁元素，然后就戛然而止了。

为何会这样？

因为铁元素的比结合能最高。别铁更轻的元素在核聚变过程中都会释放能量，而铁元素想要发生聚变，需要吸收能量才能进行。这就意味着必须有足够强大的能量支撑，才能让铁元素继续发生核聚变，生成超重元素。

如今我们看到的超重元素主要是通过以下两种方式产生的。

第一就是超新星爆发。超新星爆发堪称宇宙大爆炸之后最猛烈的宇宙事件，它是在超大质量恒星在死亡之后的“垂死挣扎”形成的。在耗尽燃料之后，恒星的引力占据了绝对上风，于是恒星开始急剧向内坍缩，猛烈撞击恒星内核，由此在极短的时间内产生了超乎想象的能量，这种能量足以让铁元素继续发生核聚变，生成超重元素。

而猛烈撞击恒星（其实不应该叫恒星了）内核的瞬间，产生了同样巨大的反作用力，这种力量让恒星的外层物质猛烈抛洒到星际空间，由此形成了场面极为壮观的超新星爆发。

我国在宋朝曾经目睹过超新星爆发，很庆幸当时爆发地点距离地球很远，不然的话，地球很可能瞬间灰飞烟灭，即使在100光年内，也会对地球造成毁灭性打击。

第二就是中子星碰撞，两个中子星碰撞产生的能量同样是超乎寻常的，足以形成超重元素。

以上两种宇宙事件虽然异常猛烈，甚至会对地球和人类造成毁灭性灾难，但我们应该感谢它们。不然的话，如今我们在地球上就见不到金银首饰了，更不可能制造出尖端的精密仪器了！