内容字号:默认大号超大号

段落设置:取消段首缩进段首缩进

字体设置:切换到微软雅黑切换到宋体

业界资讯软件之家
Win10之家WP之家
iPhone之家iPad之家
安卓之家数码之家
评测中心智能设备
精准搜索请尝试:精确搜索

黄金到底从何而来?原来是恒星坍缩成黑洞时的"进食残渣"

2019-6-23 8:37:05来源:作者:小小责编:沧海评论:

许多元素周期表中的重元素(如黄金、铂金以及铀)的起源,始终困扰着科学家。通过对遥远恒星的观测,科学家们终于发现了它们诞生的过程,原来它们是垂死恒星坍缩成黑洞过程的产物。

▲垂死的恒星会逐渐坍缩成黑洞,这个过程会促使恒星两极产生伽马射线暴,并引发恒星外层气体爆炸,而黄金可能是新生黑洞首次“进食”时留下的残渣

这类恒星又被称为坍缩星(collapsars),当恒星的生命走向终结时,它们周围的气体层会发生爆炸。这种坍缩和爆炸会在每个新生黑洞周围留下庞大的物质盘。当黑洞开始吞噬周围的物质时,就会为黄金、铂金以及其他重元素的形成创造合适条件。

美国哥伦比亚大学天体物理学家布赖恩·梅泽尔(Brian Metzger)说:“在这些极端环境下形成的黑洞都是挑剔的食客。它们每次能吞噬物质数量有限,无法吞噬的东西会被风吹走。这种风中含有很多中子,即没有电荷的亚原子粒子,这为重元素的形成创造了合适的条件。

烹饪元素

梅泽尔的团队始终在试图寻找一个古老问题的答案,即像黄金这样的宇宙中最重元素到底来自哪里?

天文学家知道,某些元素是在恒星内部形成的,当濒死的恒星发生爆炸时,这些元素就会被喷向太空。这些元素包括碳、氧和铁,科学家称它们为轻元素,因为它们的质量比黄金和铂金等轻要轻得多。

由于恒星不能制造比铁更重的元素(如黄金和铂金),因此要得到这些重元素,必须有很多中子。它们必须紧紧地挤在一起,并创造出一种极端环境。在它里面,原子的中心(原子核)大量吸收中子,并因此变得极不稳定。

为了保持稳定,原子核会经历放射性衰变。而在衰变过程中,中子会变成质子,这就会形成新的元素。天体物理学家把这个反应链称为“r反应”。科学家们曾怀疑,当两颗恒星相撞时,就会出现这样的元素。具体来说,当撞击涉及到两颗死亡的中子星时,就能产生重元素。

两年前就有确凿证据证明显示,两颗中子星碰撞所产生的波可以拉伸和挤压时空,导致空间结构发生变化。天文学家称这种波为引力波。对那次撞击的研究表明,中子星确实喷发出了包括金、银和铂在内的重元素。

但是,对中子星理论的解释也有其不足之处,因为密度高的死亡恒星需要很长时间才能碰撞。然而,在形成于宇宙早期的古代恒星中也存在着重元素。目前,科学家们还不清楚在宇宙早期是否发生了中子星碰撞。

古老黑洞

那么,如果当时没有发生中子星碰撞,重元素是如何产生的?科学家们认为,宇宙早期可能有旋转的恒星坍缩成黑洞,这一过程可能会大量制造重元素。

单颗恒星坍缩可能产生相当于30倍中子星碰撞时的“r反应”物质,进而产生超过地球质量数百倍的黄金。因此,由r-反应产生的元素中,有80%可能是恒星坍缩带来的,而剩下的部分则是中子星碰撞产生的。

梅泽尔等人的研究为2016年矮星系Reticulum II的发现提供了新线索,这个星系的恒星富含重元素。这意味着,数十亿年前银河系发生了某种灾难,产生了所有这些重元素。科学家们曾认为,古老的中子星碰撞事件为这个星系播下了重元素的种子。但是现在,恒星坍缩显然提供了另一种可能。

麻省理工学院天体物理学家、2016年关于Reticulum II研究的合著者安娜·弗雷贝尔(Anna Frebel)说:“这非常令人兴奋,中子星碰撞很少见,所以这感觉有点儿像我们中了彩票。但坍缩星更为罕见,它只有中子星碰撞几率的1/10。因此,如果坍缩星是重元素产生的根源,那么感觉好像我们中了两次彩票。”

目前还不清楚恒星坍缩现象是否频繁发生,以及是否足以解释整个宇宙中所见重元素为何如此丰富的原因。未来对坍缩爆炸余波的观测可能会有所帮助,这可以帮助确定恒星坍缩在形成这样的星系时发挥的作用。观测结果还可能揭示,恒星坍缩是否真的给宇宙带来了大量的重元素。

分享:

相关文章

关键词:黄金恒星黑洞

IT之家,软媒旗下科技门户网站 - 爱科技,爱这里。

Copyright (C)RuanMei.com, All Rights Reserved.

软媒公司版权所有

德江县大唐广告制作中心 安般太极拳 衣购网 广州市鸿诗凯广告有限公司 盐城铸阳暖通服务有限公司 大连文润轴承有限公司 深圳市港澳信联国际旅行社有限公司 东莞市盛家橡塑科技有限公司 焦点刀具英 贵州佳亮宏机电设备有限公司 献县科宇高铁仪器设备厂 戴云大酒店 饰妮十字绣 六安新手游网络科技有限公司 贵阳和昌顺有限公司 深圳市宝联兴科技有限公司 郑州山丘文化传播有限公司 安徽信尔达通信技术有限公司 深圳市宝福汽车服务股份有限公司 潼南县梓潼街道商会 红棉小学 滁州硬笔书法家协会 成都天使之家社会工作服务中心 淄博宝森商贸有限公司 浦东机场停车场 河南中德塑钢型材有限公司 西安维度装饰设计有限公司 石家庄问道 海外购 房屋过户网 金沙县 刑侦推理有声小说 广西南宁文峻广告有限公司 深圳泰和门诊部 火热剧集站 佛山市南海中藤家具厂 厦门固得塑胶有限公司 北京中北亚汽车贸易有限公司 鹤壁华辰重工机械有限公司 北京兵润恒通汽车销售有限公司 ppnba直播吧飞飞CMS官网论道网洋创支付吧