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  • 1 # 老唐漫談

    我們都熟悉元素週期表吧,氫和氦是元素週期表排名前二的元素。因為恆星都是由這些排名靠前的氣體由於引力作用不斷壓縮,強者恆強,越來越聚集,終於到了能點亮核聚變的質量。而這些氣態巨星實際上就是周圍沒足夠的氫元素,夭折了的恆星。它們也都只能老老實實成為一顆行星。氧元素都不知排到元素週期表哪裡去了,輪不到它。

  • 2 # 純野生科學家

    氣態巨行星一般由氫和氦組成,是因為宇宙中這兩種元素最多。氧嘛……也不是完全不行,它主要是不夠。再者氧容易與其它元素結合成化合物,很少單獨存在,比如地球,按質量說的話,氧元素佔地球質量的30.1%,完全可以說地球就是顆“氧星”,但這些氧元素絕大多數是以化合物形態存在的。

    人類已知的宇宙,共由92種自然形成的元素構成,對,就是元素週期表上那些(比鈾重的元素都是人造的)。這些元素在宇宙中的佔比並不是平均的,含量差異非常巨大。其中氫是絕對的多數,佔比高達75%以上,第二名是氦,佔比24%以上,剩下的那不到1%就是其它那90種元素的總量了。而且這1%裡面也是越重的元素含量越少,所以黃金比鐵值錢……

    宇宙中的氧元素怎麼來的?

    除了氫、氦和少量鋰以外,我們認識的每一種重元素(這裡說的重元素不是金銀銅,是泛指宇宙中除氫和氦以外的所有元素)都是在恆星內部透過核聚變產生的,氧也是。“宇宙大爆炸”後的第一代恆星幾乎只由氫元素構成,它們普遍巨大而且暴烈,透過將4個氫原子聚變成一個氦原子產生強大的能量。(P-P反應階段,太陽目前也處於這個階段)

    等恆星中心的氫全部聚變成氦後,中心輻射壓降低會使星體外層向內坍塌,為恆星核心提供更高的溫度和壓力,點燃氦核的聚變。氦元素髮生聚變時,先是生成碳,然後在更高的溫度下使碳發生聚變,這才生成了氧元素。

    為什麼越重的元素越稀少?

    由於聚變反應需要極高的溫度和壓力,所以只有恆星的核心部分才能滿足條件,它巨大的外層部分是無法進行核聚變的。而聚變產生的重元素會在引力作用下不斷向恆星的中心沉降,將那裡的氫元素“擠”向恆星外層和表面,無法發生聚變反應。

    前面說過一旦恆星核心的氫燃燒殆盡,引力坍塌會引起恆星中心溫度大幅升高,讓氦發生聚變。這種燃燒、坍縮將繼續持續下去,直到形成由氧、碳、鎂等元素組成的核心。到這時,恆星內部呈現一種洋蔥般的分層結構,重元素在核心發生著聚變,大量的氫還好好地呆在恆星外層呢。

    ▲恆星內部圈層示意圖。

    中心部分再往下“燒”,鐵元素就該形成了。

    當恆星核心聚集了大量的鐵元素,它的壽命也就到頭了。鐵的聚變不光不產生能量,還會吸收能量,於是恆星核心產生的輻射壓再也無法支撐沉重的外層物質,它將不可避免地塌陷,發生超新星爆發,形成比鐵更重的元素。

    ▲超新星爆發。

    也就是說,直到恆星“死亡”,它也只能消耗掉自身氫儲量的極少一部分而已。大量的氫和微量重元素會被拋射到太空之中,成為組成下一代恆星(系)的原料。

    這就是造成如今宇宙中各種元素含量不均勻的原因了,137億年了,宇宙只消耗了其氫儲量的不足1%;重元素髮生聚變的條件又太苛刻,往往等不到那時或者剛剛開始,恆星就滅亡了,所以更重的元素生成物當然會更少了。

    綜上。

    要是誰有能耐把地球上所有氧元素都變成單質的氧氣,那麼地球也可以變成一顆比海王星小點兒的、以氧為主的“氣態巨星”。只是估計保持不了太久,氧的密度太大了,它會自己在引力作用下收縮,成為液態或固態。總之,氧元素在宇宙中的丰度和它的密度、化學性質都決定了它無法成為氣態巨星的主體成分。

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