重元素

ビッグバン元素合成において、宇宙で最初に作られた元素が水素とヘリウムだったことから、それ以外の後から作られた元素を重元素という。

リチウムやベリリウムもビッグバン元素合成で全く作られたなかったわけではないが、ビッグバン元素合成は20分に満たない僅かな時間しかなかったため、作られた量も僅かであった。従って、重元素は恒星における核融合で主に作られている。

恒星の内部では、水素の核融合反応でまずヘリウムが作られる。このヘリウムが更に核融合反応をおこすと、炭素、窒素、酸素といった元素が作られる。そして大質量恒星の場合、さらにこれらの元素が核融合反応をおこし、より重い元素が作られ、最後に鉄が作られる。このようにして生成される元素のうち、ヘリウムより後に作られる元素を重元素と呼ぶ。

しかし、鉄より重い元素、例えば金やプラチナといった重元素は、恒星の核融合では充分な量生成できない。現在考えられている説によると、超新星爆発の後にできる中性子星が他の中性子星と衝突した時、γ線バーストを起こしブラックホールを生成するとともに、大量の金やプラチナなどの重元素が生成され、それらの一部が宇宙空間に投げ出されると考えられている。