我们身体里的原子可能诞生自大爆炸后的最初时光。能想象吗？你身体的一部分在恒星核聚变中熔炼而成，在超新星的惊天爆炸中淬炼，一系列史诗般的宇宙爆炸创造了这个多彩的世界和我们这些“来自星星的你”。
低质量恒星死亡并抛射碳氮等元素
卡尔·萨根感慨“我们身体里的元素来自恒星”。是原子让我们生存于世，自由呼吸并且能看到大千世界。
元素周期表及它们的起源
元素周期表上排在第一位的是氢，由一个质子和一个电子构成。排在末尾的“气奥”是钙和锎在粒子加速器内对撞时形成。最近的观测、实验和建模研究暗示了一个完整的物质创造者名单：从恒星的剧烈爆炸到轰击个体原子的宇宙射线。大爆炸孕育了宇宙，从大爆炸开始，我们盘点创造各种元素的宇宙大事件。
宇宙诞生于大爆炸
宇宙在大爆炸后几分钟迅速膨胀冷却，孕育了质子和中子在内的第一批粒子，并形成了原子核。随着宇宙继续降温，原本自由的电子环绕原子核，第一批原子诞生。莫纳什大学天体物理学家阿曼达·卡拉卡斯表示：“只有少数元素以这种方式形成，例如氢、氦和锂。”氢是宇宙内最丰富的元素，占正常物质总量的四分之三左右。经过数百万年的演化，这个由氢、氦构成的浓雾造就了第一批恒星。
气贯宇宙的爆炸
如果一颗恒星的质量至少达到太阳的8倍，便能将氢聚合成氦，而后形成碳、氮、氧以直至铁的元素。最重的元素沉入星核深处。随着星核的质量不断积聚，恒星开始塌陷并发生内爆。内爆导致星核反弹并释放冲击波，加热恒星外层，由此产生的高温形成了比铁重的元素。在II型超新星爆炸中，这些元素被喷入太空。
一颗濒于死亡的恒星
类似太阳的低质量恒星也会在耗尽燃料过程中形成重元素。不过，它们并不会以超新星的形式爆炸，而是膨胀成一颗红巨星。红巨星的体积可达到太阳的1000倍。澳大利亚国立大学的天体物理学家布拉德·图克尔表示，在物质层剥离并形成行星状星云前，氦燃烧形成碳和氧。除了锂、碳和氮，它们也能将锡、铅等更重的元素抛入星际空间。
白矮星的爆炸残余
低质量恒星死亡后通常会留下星核残余，也就是小而炙热并且密度极高的白矮星。如果白矮星与另一颗恒星的距离足够近，便会啜食邻居的氢气。随着时间推移，氢气壳不断聚集，最终燃烧爆炸，将白矮星变成一颗经典新星。新星会向太空喷射铁、镍和锌等元素。Ia型超新星爆炸也能形成这些元素。与新星不同——燃烧白矮星表面的物质——Ia型超新星的白矮星从内部引爆，亮度甚至超过母星系。
两颗中子星的舞蹈
超新星爆炸也会留下星核的超致密残余中子星。2017年，科学家观测到两颗中子星对撞产生的引力波。这一事件的观测有助于填补元素起源周期表的空白。通过观测中子星合并，科学家或许能够找到确切答案。中子星合并产生的光信号能够提供自然产生的最重元素的线索，包括金、铂、镭、钍和铀。这些元素可能由千新星（双中子星并合）中形成。
宇宙射线
宇宙射线是能量巨大的粒子，以接近光速的速度在太空中穿行。宇宙射线轰击和分裂大尺寸原子时也能形成一些元素。质子宇宙射线撞击碳或者氧原子时，它们携带的能量足以让原子分裂。这会形成硼、铍等更小更轻的元素。宇宙射线裂变产生的其它元素所占比重不高，但几乎所有硼和铍都通过这种方式形成。
大爆炸的余音宇宙微波背景辐射
在地球上，物理学家利用粒子加速器模拟恒星环境，以揭示它们的产物。但仍有一个物理学谜团尚未揭开，那就是“锂的神秘失踪”。据估计，我们当前在宇宙中发现的锂量只占大爆炸总产量的三分之一左右。卡拉卡斯说：“对氢和氦及其同位素数量的观测结果符合我们预测的大爆炸产量，只有锂存在很大差距。”
填补元素起源周期表的工作仍在进行当中，图克尔希望对新型爆炸的观测能够填补周期表的空白。目前，天文学家尚未目睹超大质量恒星（相当于100到1000个太阳）的死亡。它们的死可能造就一个黑洞。图克尔说：“由于存在巨大的引力，这个过程很可能形成不同元素。如果能够目睹这一切，那就太酷了。”
来源：http://www.abc.net.au
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