为什么说我们的血液中流淌着超新星的“遗产”

宇宙刚刚形成3分多钟的时候，有一个元素核合成的过程。中子和质子结合成氢和氦的原子核，它们的数量分别占总数目的3/4和1/4。随着宇宙温度不断下降，这些原子核会和电子进一步结合成氢原子和氦原子。所以，在宇宙的极早期，宇宙中的元素几乎全都是氢或者氦，最多加上少量的锂。

那么比氦和锂更重的元素，比如有机物中的碳、蛋白质中的氮、我们吸入的氧，以及地球上富含的硅和各种各样的金属元素等，都是从何而来的呢？这还得归功于恒星。恒星一旦形成，其内部就是一个温度极高的“大熔炉”，轻元素在里面不断地“熔合”成原子序数更高的重元素，同时释放出能量，与恒星自身的引力抗衡。首先是氢的核反应，聚变成氦原子核。氢耗尽以后，如果恒星内部收缩可使温度上升到1亿开，就可将氦核“点燃”，生成碳和氧。如果恒星的质量足够大，这种递进式的核反应会继续下去。随着恒星内部温度的进一步升高，会依次达到各种元素的“点燃”温度。此后是碳、氧、镁、硅等，更多、更重的元素就此产生了。

恒星内部“大熔炉”中的核聚变反应到铁为止。因为在所有的化学元素中，铁原子核的结合能最大，或者说铁是结合得最牢固的原子核。铁无法像氢、氦等元素一样聚变成更重的元素。因此在大质量恒星演化的末期，当其他轻元素燃烧完之后，中央就会留下一个铁核。铁核不能再燃烧，无法提供能量来抵抗恒星自身的引力，因此会向中心剧烈坍缩。如果铁核的质量小于3.2个太阳质量，则当其原子与电子被压缩成中子时，中子简并压会抵抗住自身的引力。此时恒星内核已经不再压缩，而外部的物质还在快速下落，于是发生剧烈的反弹，星体的外层物质被急剧地向外抛出，形成一次超新星爆发。超新星爆发过程中，大量的铁，还有通过中子俘获过程产生的比铁更重的其他金属元素被抛向太空，返回到星际介质中。在后续的恒星形成时，它们会残留在下一代的恒星中，也可能充斥在围绕这些恒星的行星——比如我们的地球中。

超新星遗迹仙后座A及位于其中心的中子星

由于铁是我们人类血液中重要的组成元素，承担着运输氧的重任，所以说我们的血液中流淌着超新星的“遗产”，并不是一种夸张的说法。（邵正义）