在恒星中碳是如何产生的?

时间:2021-09-26 08:57:07   作者:
恒星中碳的主要生成方式是通过三α过程。

在恒星中碳是如何产生的

这一过程始于两个氦4核的融合,形成一个铍8核。铍8非常不稳定,半衰期只有8 x 10^-17秒,衰变回两个氦核。当然半衰期只是一个平均值,有些原子核的寿命要长得多。如果第三个氦核在铍核衰变之前与铍核融合,那么就形成了稳定的碳12。在像太阳这样核心温度在1500万摄氏度左右的恒星中,碳12的形成速度可以忽略不计。

然而,在更高的温度和压力下,如红巨星的核心温度为1亿度时,碳12的形成就变得更为重要。与第四个氦4核的聚变产生同样稳定的氧16。碳、氧和其他较重的元素随后被超新星分散到太空中。

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宇宙中碳和氧的丰富使年轻的弗雷德·霍伊尔预测了碳12的激发态的存在,这种激发态的能级为765万电子伏,几乎完全符合铍核和氦核的综合能级。其他物理学家对此表示怀疑,但几年后,加州理工学院的实验人员能够重现碳的激发态。

由于碳和氧在包括人类在内的生命的发展和存在中的重要性,能量共振有时被引用作为人择原理的证据。
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