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宇宙中的氢元素用不完吗？为啥会不断形成恒星（巨量氢元素）

宇宙中的氢元素用不完吗？为啥会不断形成恒星（巨量氢元素）

2025-02-20 15:10:19阅读量：12 字体：大中小

虽然以目前的空间科学技术水平，我们人类还不能在浩瀚的宇宙中遨游一段时间，但我们仍然可以利用各种精密的天文观测仪器，一睹宇宙的一睹。在宇宙中众多的天体中，太阳无疑是最引人注目的。在过去的几天里，科学家们已经通过光谱分析确认了太阳的成分，其主要成分如下表所示。

我们都知道，太阳的内核是最初级的由氢反应成氦，如果太阳是第一代恒星，那么它应该只有氢和氦这两种元素，但事实证明，太阳还含有一些较重的元素，这意味着太阳的较重元素来自于上一代恒星，也就是说，太阳至少是第二代恒星。
所以问题是，宇宙中是否永远没有足够的氢?为什么恒星会在死后形成?看到上面的太阳组成图，人们可能会认为太阳中24.85%的氦是太阳内部氢核聚变的结果。然而，这并不是一个完整的画面。在137亿年前的大爆炸之后，宇宙迅速膨胀和冷却，在一段时间内(大爆炸后10秒到35分钟之间)，宇宙的温度和密度非常适合光聚变，所以在这段时间内形成了大量的氦核，以及微量的其他轻元素。

所以我们可以看到太阳产生的氦并不像我们想象的那么多，它消耗的氢也比我们想象的少得多。事实上，只有太阳核心的氢会参与核聚变。然而，由于太阳内部强烈的辐射压力，太阳外层的氢永远无法到达太阳核心。根据科学家的计算，即使在太阳死亡的那一刻，它也必须被消耗掉你会失去10%到30%的氢。而那些大质量恒星，其核聚变产生的辐射压力比太阳更强，在它们死后会留下更多的氢燃料。
恒星中核聚变反应的强度与其质量有关。质量越大，反应越强烈，恒星的寿命就越短。那些大质量的恒星，其中大部分是在100万年左右的“燃烧”后，以超新星爆炸的方式消亡，在这个过程中，它们将自己的生命由元素创造，并有很多没有参与氢的核聚变或溢出到太空中，而它们的残骸则形成了中子星或黑洞。中等质量的恒星在进化的最后阶段会膨胀成巨大的天体，当它们最终死亡时，会在太空中留下一个巨大的行星状星云。
只有质量非常小的恒星才是比较精细，它们会在数万亿年内缓慢地消耗它们的氢。除了最小的恒星质量，而其余的恒星死后，在它们的碎片附近有很大的区域，它可能还存在很多的氢，因为这类区域的物质密度比较高，所以物质更容易在这里相互吸积，随着吸积过程的继续，它们还可以捕获空间中的自由氢，并在多年后形成新的恒星。