恒星核聚变通常到铁就停止了，金银等重元素是如何产生的？

当我们把玩手中的金戒指、银手链时，或许从未想过，这些陪伴在身边的金属，竟源自数十亿年前宇宙深处的壮阔奇观。

它们的 “前世今生”，藏着恒星演化与天体碰撞的奥秘。

恒星是宇宙中天然的 “元素冶炼厂”。自诞生起，恒星核心就靠着极高的温度和压力，开启了核聚变的 “生产线”：先将氢原子聚变成氦原子，氦原子再进一步合成碳、氧，之后又逐步生成硅、镁等更重的元素。

可这条持续千万年的 “冶炼之路”，却在铁元素面前彻底停了下来。原因很简单 ——铁的核结合能是所有元素中最高的。

也就是说，把铁原子核拆分成单个核子需要消耗巨大能量，而让比铁轻的原子核聚变成铁，释放的能量远不足以支撑后续聚变。此时继续聚变不仅无法为恒星提供能量，还会打破恒星内部 “引力与辐射压” 的平衡，恒星的稳定状态就此崩塌。

但铁并非元素合成的终点，金、银等原子序数大于铁的重元素，诞生于宇宙中最剧烈的 “宇宙烟火” 之中，超新星爆发便是首要 “产房”。

当一颗质量超过 8 倍太阳的大质量恒星耗尽核心燃料，核心的铁核会在自身引力作用下急速坍缩，短短几毫秒内就可能形成中子星甚至黑洞。坍缩产生的巨大反弹力会化作强烈的冲击波，以每秒数万公里的速度向外扩散。在冲击波席卷的区域，温度飙升至数十亿摄氏度，压力突破 10¹⁵大气压，大量自由中子被释放出来。此

时，铁核等轻原子核会迅速 “捕获” 这些中子，形成不稳定的富中子同位素。随后，这些同位素通过 β 衰变。即中子转化为质子，调整核内结构，最终蜕变成金、银等稳定的重元素。而超新星爆发抛射出的这些含重元素的物质，又会成为孕育新一代恒星和行星的 “原材料”。

除了超新星爆发，中子星合并是重元素的另一重要 “摇篮”。

宇宙中，两颗相互绕转的中子星，会因引力波辐射不断损失能量，逐渐靠近并最终猛烈碰撞合并。这一过程中，会有大量富含中子的物质被抛射到宇宙空间。虽然这些物质中的中子密度不如超新星冲击波区域，但中子与原子核的作用时间更长，适合发生 “慢中子俘获”：原子核会缓慢地捕获中子，每捕获一个中子后，就通过 β 衰变稳定自身结构，一步步合成出铂、铀，以及金、银等重元素。2017 年，人类首次直接观测到双中子星合并事件，观测数据显示，仅此次合并产生的黄金，其质量就相当于数倍地球质量，这也为中子星合并生成重元素提供了有力证据。

从宇宙深处的惊天爆发，到地球上的璀璨金属，每一个金原子、银原子都承载着一段波澜壮阔的宇宙历史。当我们佩戴这些重元素制成的饰品时，其实是将数十亿年前的宇宙记忆，悄悄戴在了身上。