我們來自於星塵，星塵又來自於何處

小女孩問：「我們是從哪裡來的？」爸爸說：「親愛的，我們來自星塵。」父親在女兒的心目中通常都是無所不知的，不過考慮到這位父親的名字叫卡爾·薩根，我們也不能說小姑娘對爸爸的崇拜過於盲目。

所以，下次當你感到沮喪時，只要記住——我們來自於群星。當然，糞便細菌也是一樣，還有變態連環殺手……但即便如此，構成我們細胞的物質曾經在天空中某個地方閃耀，真是令人驚訝。

但確切點說，物質到底來自哪裡呢？最新的研究發現，星際之中某些元素同位素的丰度高於理論預期，這挑戰了當前主流的觀念。

通過分析相對還算年輕的行星狀星雲K4-47的成分，亞利桑那大學的研究人員提出了一種新穎的思路，某些原子可以具有相當奇特的起源。

大部分元素都是各種恆星內部反應的產物。

重力將氫元素擠成氦，氦元素又被壓在一起形成鋰，或其他原子量更大的元素。

為了將原子量更大的元素捏在一起——如碳和氧——需要驚人的力量，在誕生伊始，質量就相當於8個太陽的恆星核心處，才能產生如此可怕的壓力。

儘管如此，在所有組成物質世界的積木中，某些積木塊——同位素比其他同位素更難生成。例如，碳13、氧17和氮15。你只能在超新星爆發後的內核坍塌中才能發現上述同位素的蹤跡。

但事實證明，上述說法存在瑕疵。

高級研究員Lucy Ziurys表示，「新星和超新星模型無法解釋我們在隕石樣本中觀察到的氮15和氧17的丰度。」

科學家們開始考慮其他創造出元素的途徑，這些解釋不需要罕見的天體物理事件。

距離我們15000光年遠處，有一個被稱為K4-47的神秘天體。這團行星狀星雲主要由氣態物質和塵埃構成，含有豐富的碳元素，其中許多都是中子多於6的碳同位素。

Ziurys認為，這些同位素向我們揭示了元素起源的其他答案。

「事實證明，咱們家門口的普通恆星也能夠製造出它們。」

事實上，就像90％的恆星一樣，我們的太陽會隨著質量散失而逐漸膨脹，它自身產生的熱量吹走外層的氣體，變成一個紅色的巨大球體。隨著時間推移，只留下明亮的「白矮星」核。

比起外觀變化，恆星內部的死亡過程實際上更加劇烈，巨大的壓力足夠把額外的中子打進重原子的核心。

瀕死恆星內核的氫元素，經過數百萬年的聚變反應，轉化成氦元素。當氫元素消耗殆盡，核心聚變停止，恆星的內部壓力無法抗衡自身的重力開始向內坍塌。在氦的累積過程中，最終會達到某個觸發點。

接近1億度的高溫是一個關鍵點，那時候，3個氦形成單個碳原子，同時瘋狂地釋放出能量。

缺少外層電子的氦元素不像是氣體分子，反而更像是液體分子一樣緊緊地粘在一起，吸收反應釋放出的熱量。這就是所謂的氦閃。

「氦閃不像超新星撕裂恆星那樣暴烈。」Ziurys說。

最後，大約6％的氦轉化為碳。然而，要想在這種非超新星路徑中得到C-13這樣的同位素，原子需要快速逃逸，得到冷卻的機會，而不能被捲入其他的反應。

如此算下來，數值似乎與觀測結果相符。此外，還有更多的例子加強了新模型的可信度。

一處被稱為CK Vul的星雲，也具有類似的碳同位素丰度配比。科學家認為，它是兩顆白矮星合併後的產物。

好吧，或許如科學家所言，構成你我的元素並非像以前所想的那麼特別——甚至都不需要引爆超新星！但沒必要為此沮喪，我的朋友。

讓我們同樣用小女孩和爸爸的對話收尾吧，當女兒問：「爸爸，那生命又是什麼？」

「生命是最偉大的奇蹟。」

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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