遨游宇宙系列之银河系

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第42章 元素周期表的宇宙工厂。

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离开超新星1987A那依旧在能量湍流中沸腾的遗迹,“星旅者”号仿佛也沾染了一丝那毁灭与创生之地的肃穆与激昂,在傅水恒教授的操控下,无声地滑入更深邃的星际空间。船舱内很安静,只有维持生命系统的轻微嗡鸣,以及傅愽文小朋友时而看看窗外星河、时而低头沉思时,那细不可闻的呼吸声。

超新星冲击波带来的震撼感尚未完全从我们的神经末梢褪去,那种宇宙级别的暴力美学,以及其后关于“星尘”的启示,在我们三人的心中都播下了亟待萌发的种子。尤其是小愽文,他不再像刚启航时那样,仅仅被五彩斑斓的星云和奇异的天体外形所吸引,他的眼神里,多了一种探寻根源的渴望。

“傅爷爷,陈伯伯,”他终于抬起头,那双清澈的眼睛里闪烁着困惑的光芒,“你们说,我们身体里的东西,还有地球上的所有东西,都是很久很久以前,像刚才那样爆炸的星星‘做’出来的。可是……星星是怎么‘做’出这么多不一样的东西的呢?就像……就像搭积木,也需要好多不同形状的木头块呀。”

他说的“木头块”,让我立刻联想到了门捷列夫那张伟大的表格。我与傅教授相视一笑,看到了彼此眼中“时机到了”的默契。

“问得非常好,愽文!”傅水恒教授的声音带着一种引导者发现珍贵矿脉的喜悦,“你提到了问题的核心。那些构成万物,包括我们自身的‘积木块’,在科学上,我们称之为‘元素’。而记录所有已知元素、揭示它们之间规律的那张‘宇宙积木清单’,就是‘元素周期表’。现在,我们就要去一个地方,一个能让你亲眼‘看到’这张清单是如何被宇宙书写出来的地方。”

“元素周期表的……宇宙工厂?”愽文重复着这个充满想象力的词组,小脸上满是期待。

“没错,工厂。”我接过话,试图在他脑海中构建一个初步的图像,“想象一个无比巨大、拥有不同车间的宇宙熔炉。有的车间专门生产轻巧的‘积木’,比如氢和氦,那是宇宙诞生之初就大量存在的。而更重的、更复杂的‘积木’,比如构成你骨骼的钙、血液里的铁,甚至你玩具里可能含有的金属,都需要在更极端、更炽热的特殊车间里才能‘锻造’出来。这些车间,就是恒星,尤其是它们死亡时的超新星爆发。”

傅教授的手指在控制面板上优雅地舞动,输入了一连串复杂的坐标。“坐稳了,孩子们。我们下一站的目的地,并非一个具体的天体,而是一片广阔的星域,这里聚集着处于不同生命阶段的恒星,从蓬勃生长的青年,到垂死挣扎的老年,就像一个露天的、巨型的宇宙元素加工厂区。‘星旅者’号将带我们穿梭其间,解读隐藏在星光里的元素密码。”

飞船轻轻一震,窗外的星光被拉长成丝线,又骤然恢复正常。我们已置身于一片全新的星域。这里恒星密度明显高于之前经过的区域,放眼望去,远近皆是璀璨的光点,颜色各异,有炽热的蓝色、温和的黄色、濒死的红色,交织成一幅动态的恒星种群画卷。

傅教授首先将我们的视角锁定在一颗正处于主序星阶段的年轻恒星,它散发着稳定的黄色光芒,像一颗镶嵌在黑丝绒上的钻石。

“看那颗 star,”傅教授指着它说,“它就像中年时期的太阳,正处于一生中最稳定的阶段。它的核心,就是一个巨大的核聚变熔炉。最基本的‘积木’,氢原子核(也就是质子),在极高的温度和压力下,会‘撞’在一起,聚变成更重一些的氦原子核,并释放出巨大的能量。这个过程,我们称之为‘氢燃烧’。”

他调出了飞船传感器分析出的该恒星光谱图,上面有着一条条独特的吸收线。“看这里,强烈的氢元素特征线,还有氦的线条。这就是它正在进行的‘生产’。这是元素工厂最基础、也是最普遍的‘生产线’,宇宙中绝大部分的氦,都是通过这种方式在恒星核心制造出来的。”

愽文好奇地看着那些跳动的谱线:“就像……就像烧火一样,把小的木柴(氢)烧成了大一点的炭块(氦),还发出了光和热?”

“非常棒的比喻!”我由衷地赞叹,“恒星的稳定发光,正是靠这种‘燃烧’来维持的。但是,就像木柴会烧完一样,恒星核心的氢燃料也终究会耗尽。”

为了展示下一步,傅教授操控飞船,将我们的视线投向一颗已经步入老年的红巨星。这颗恒星体积膨胀得极为巨大,颜色呈现出不祥的暗红色。

“当核心的氢耗尽,‘火堆’眼看要熄灭时,引力会迫使核心收缩,导致温度和压力进一步飙升。这时,就达到了点燃下一阶段聚变的条件——‘氦燃烧’。”傅教授一边解释,一边展示红巨星内部的结构模拟图。

图像中,恒星的核心像一个忙碌的车间。氦原子核在极端条件下开始聚变,三个氦核奇迹般地结合成一个碳原子核。有时,碳核还能再捕获一个氦核,形成氧原子核。

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