拿起一根铁钉。它凉、沉，大概5克，里面装着约1022个铁原子。教科书说这些铁来自超新星爆发。可更奇怪的事在后面：宇宙里比铁多的元素有的是，但把元素按丰度画成一条曲线时，铁附近偏偏鼓出一座山。天文学家把这个位置叫铁峰。
曲线上的那座山
宇宙的元素分布很不均匀。按质量算，氢和氦占了约98%，剩下那点份额里，轻元素一路递减，重元素越来越稀少。可如果你以原子序数为横轴、相对丰度为纵轴画图，会看到曲线在原子序数26附近猛地抬起一截——铁、镍、钴这些“铁族元素”比旁边的钒、铬、锰都多。
一句话定义：铁峰指元素宇宙丰度曲线上，在铁附近出现的局部隆起。
打个日常的比方：小区门口那条路上，别的站牌下只零散停着一两辆共享单车，唯独“铁家站”停了一整排。不是别处不该有车，而是这里明显“攒”住了。
为什么偏偏是铁
关键在结合能（把原子核拆成单个核子所需要的能量）。核子拼成原子核时会释放能量，释放得越多，拼好的核越稳。把每种核“平均到每个核子”的结合能算出来，曲线从氢一路上爬，到铁族元素附近达到最高点，之后缓缓下降。
换句话说，铁附近是核能的谷底：轻核往铁的方向聚变，一路放出能量；想越过铁继续聚变，就得往里倒贴能量，不划算。
有个细节值得说清。严格算下来，峰顶那一小段里，镍-62的每核子结合能约8.79 MeV，比铁-56还要高那么一丁点。这个差别小到在图上几乎看不出来，但“铁峰”这个名字是历史留下的，至今仍被沿用。
恒星烧到铁就熄火
大质量恒星内部像一条流水线：氢烧成氦，氦烧成碳和氧，再烧成硅、硫，最后硅烧成铁。每上一级，单位质量燃料放出的能量都在变少。氢燃烧能撑上千万年，到了硅燃烧阶段，只剩几周甚至几天。
而铁不能再“烧”出能量。恒星中心于是攒出一个约1.4倍太阳质量的铁核，失去支撑，在不到一秒内塌缩、反弹、炸开——这就是核塌缩超新星（大质量恒星核心坍缩引发的爆炸）。一颗典型超新星大约抛出0.05到0.1个太阳质量的铁-56，换算成地球，是上万个地球那么重。
比铁更重的那一小撮
铁之后的元素得换路子：靠中子俘获（原子核不断抓中子，越抓越重）。慢过程发生在老年恒星内部；快过程需要极端环境，两颗中子星并合是目前最被看好的候选场所之一。2017年那次引力波事件GW170817的余辉里，观测到锶等元素的信号，被普遍当作快过程存在的观测证据。
但铁族元素自己的账还没完全算平：有多少来自核塌缩超新星，多少来自白矮星爆炸形成的Ia型超新星，各自占比如何，目前尚无定论。镍-62与铁-56的丰度比例，也一直被拿来反复检验模型。
回到你手里那根铁钉
那根铁钉里的原子，大多在几十亿年前被某颗恒星抛进星际云，再随尘埃落进地球。地球质量的约32%是铁，绝大部分沉在地核里。
所以铁峰不只是一条曲线上的隆起。它是一道能量门槛：宇宙造元素造到这里，第一次被迫停下来喘口气，然后换一套更费劲的办法继续往上走。
那么下一个问题就来了：比铁更重的那一小撮元素，是怎么在几分钟甚至几秒里被硬生生“塞”出来的？
延伸阅读
- E. M. Burbidge、G. R. Burbidge、W. A. Fowler、F. Hoyle，1957年论文《Synthesis of the Elements in Stars》，现代元素核合成理论的奠基之作，可在学术数据库检索原文。
- 纪录片《宇宙时空之旅》（Cosmos: A Spacetime Odyssey，2014），片中多处讲到恒星内部如何一步步造出重元素。
- NASA Science 网站（science.nasa.gov）的超新星与宇宙主题页面，提供持续更新的观测图像与科普说明。