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從原始氘到恆星：如何解密宇宙中氘的稀有故事？
在宇宙的宏大背景中，氘這種氫的同位素扮演著重要的角色。氘融合或稱為氘燃燒，是一種核融合反應，主要發生在恆星及某些次恆星物體中。在此過程中，氘核與質子結合形成氦-3核。這一過程是質子-質子鏈反應的第二階段，且也可以來自原始的氘。了解氘及其在恆星形成中的作用，不僅有助於我們探究宇宙的起源，也為天文物理學提供了豐富的研究方向。
氘是極易融合的核，尤其在吸積原恆星中心，當溫度超過1,000,000 K 時，氘燃燒得以啟動。
對於新形成的原恆星來說，氘的融合效率取決於周圍的環境條件。當中心的溫度升高時，氘的核融合會產生大量能量，這些能量驅動對流過程，使加熱的氣體向恆星表面運輸。若沒有氘可供融合，原恆星將無法獲得足夠的質量，從而提前崩潰，導致氫的融合過程阻礙物質的進一步吸積。
一旦氘融合得以進行，便會像恆星內部的溫控裝置，暫時阻止中心溫度上升到足以促使氫融合的程度，這也為恆星的進一步質量積累提供了必要的時間。隨著能量輸送機制由對流轉變為輻射，能量運輸的速度會減緩，中心溫度和氫融合將進入一個穩定的階段。
隨著恆星內部的氘逐漸耗盡，它的原始供應量會隨著時間而下降，最終在數百萬年後殆盡。
除了恆星，氘燃燒也可能在次恆星物體中發生。這些次恆星物體被稱為棕矮星，其質量介於13至80倍木星質量之間。棕矮星能夠燃燒氘而不具備燃燒常規氫的能量條件，因此它們的存在範圍使得專家們認為形成類恆星物體的過程在某些質量之下依然是可能的。
棕矮星在其氘供應消耗殆盡前，可能會閃耀長達一億年之久。
對於這些棕矮星來說，氘燃燒的起始被稱為氘閃，這一現象不僅有助於它們穩定存在，還促使了研究人員對於恆星和行星形成的理解。尤其是在低質量恆星的觀測中，儘管研究顯示出氘燃燒的可能性，但至今尚未觀察到與此相關的變化。
而在行星上，研究表明氘融合也可能發生，特別是在大約13木星質量的固態核心上方。然而，儘管對於氣體行星的理解日益增深，這一過程的具體實現及其後果仍然是一片未解之謎。如何在如此極端的環境中產生核融合作用，是當前科學探索的一大挑戰。
氘與其他核的融合反應雖然不如氘與質子反應那般普遍，但也展現出不同的核物理特性，包括氦-3、氚及稀有的氦-4的生成。
由於氘在宇宙中的稀有性，其供應一般會受到局限，這使得它在恆星演化及物質形成中的角色更加引人注目。在未來的研究中，如何充分理解氘在宇宙中的整體影響，以及它在不同天體演化過程中扮演的角色，將是科學界的重要課題。是否在這些過程中存在著尚未被發現的宇宙法則呢？
