核合成现象是指在恒星内部或恒星爆发等极端条件下,轻元素通过核反应转化为重元素的过程。在宇宙中,核合成对元素的形成起到了至关重要的作用。根据大爆炸理论,宇宙初期只有基本粒子如胶子、夸克和中微子。随着宇宙膨胀和温度降低,形成了质子和中子。然而,由于温度过高,这些粒子以等离子体态存在,尚未形成元素。
核合成主要在恒星内部发生,通过不同的过程,如质子-质子链反应、碳氮氧循环、以及超新星爆发中的快速中子俘获过程(r过程)和慢速中子俘获过程(s过程),生成了宇宙中的各种元素。这些过程不仅产生了构成我们所知物质的元素,还对恒星的演化和宇宙的化学演化产生了深远影响。
此外,核合成还涉及到宇宙中一些最重元素的形成,例如通过r过程在中子星碰撞中形成的重元素。这些过程共同解释了宇宙中从氢、氦到重元素如金、铀等元素的起源。
图片来源:知乎专栏文章《元素是怎么形成的-(宇宙的起源1)》1