你佩戴的金银首饰从哪来?中子星碰撞产物

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金、银、铂。这些宝贵的金属元素终究是从哪里产生的?最近,一项研讨在宇宙中一个悠远的矮星系中找到了答案

针对间隔地球大约10万光年的一个小型星系Reticulum II中的一些最亮堂恒星的光谱剖析结果显现这些恒星中含有大量所谓的“r-过程元素”。金、银、珀、铀和铅都属于所谓的“r-过程元素”,后者包括了一切原子量比铁更大的元素

你或者你爱人身上所佩戴的金属首饰实践上来自中子星之间的相撞,随后由小行星带来地球上

当一颗大质量恒星临近生命的终末,其内核局部在强大引力作用下发作塌缩,原子核的质子和电子被挤压分离,从而构成自然界中最神奇的现象之一——中子星

北京时间5月24日音讯,据英国《每日邮报》报道,下次当你佩戴首饰的时分,或答应以花点时间想想制造这些漂亮首饰的金属物质终究是从什么中央来的?事实上,在元素周期表中的一些最宝贵的元素,比方金、银和珀等的来源问题,曾经搅扰科学家们超越60年时间。最近,一项研讨在宇宙中一个悠远的矮星系中找到了答案。

针对间隔地球大约10万光年的一个小型星系Reticulum II中的一些最亮堂恒星的光谱剖析结果显现这些恒星中含有大量所谓的“r-过程元素”('r-process' elements)。金、银、珀、铀和铅都属于所谓的“r-过程元素​”,后者包括了一切原子量比铁更大的元素。

所谓r-过程是指“快速中子捕获过程”。这一现象最早是在1957年由核物理学家们停止描绘的。美国麻省理工学院物理学系教授安娜·弗莱贝尔(Anna Frebel)指出:“了解那些大原子量的r-过程元素是如何构成的,是核物理学中最艰难的问题之一。”

虽然金、银和铂等元素的价值在很大水平上源自于它们在地球上的稀缺性,但实践上产生这些元素的核物理过程自身也十分特殊。它们是在物质极端高密度的中子星之间以极高速度互相碰撞的过程中产生的,随后逐步跟随陨星物质等途径扩散到了地球上。

弗莱贝尔指出:“要想产生如此大质量的元素需求极高的能量,因而简直不可能经过实验的办法制造出来。也就是说,产生黄金等元素的物理过程在地球上基本就不可能发作,因而我们只能在宇宙中的‘恒星实验室’里停止察看。”

近日,麻省理工学院科维理研讨所的科学家们发现了一个特殊的星系,其中那些难以产生的大质量元素的丰度很高,这一点为科学家们提供了有关其中的恒星历史与星系演化的相关线索。

由于恒星本身并无法产生这些元素,在Reticulum II星系内部过去历史上肯定曾经发作过某些事情,从而在星系内部“播撒”了丰厚的大质量元素物质,从而招致这一区域恒星成分中的大质量元素丰度异常偏高。这也暗示在过去,这里可能曾经发作过两颗中子星高速碰撞的事情。

这一发现也分明标明了对恒星元素成分的研讨如何能够协助加深对星系演化历史的了解。这种 做法被戏称为“恒星考古学”,它可以协助天体物理学家们更好地理解早期宇宙中的很多事情。弗莱贝尔表示:“我以为这一发现翻开了经过对单个恒星,以至在一 定水平上是对单一元素的研讨,从而展开星系演化研讨的大门。我们正在将十分小尺度上的恒星研讨与十分大尺度上的星系研讨互相分离在一同。”

恩里克·拉米雷兹-里兹(Enrico Ramirez-Ruiz)教授并未参与这项研讨,他对此评价道:“我从事中子星兼并方面的研讨 曾经有一段时间了,因而我关于这一研讨成果感到十分兴奋。这项研讨确凿地证明了在这个特定的矮星系历史早期曾经发作过中子星的兼并事情。我们也能够据此推 断,相似的事情同样有可能曾经在其他许多的小型星系中发作过。中子星兼并事情很有可能是宇宙中很大一局部贵金属,或者我们说的r-过程元素的来源。”

这就意味着你或者你爱人身上所佩戴的金属首饰实践上来自中子星之间的相撞,经过亿万年的旅程之后才来到地球。

事实上,你身上佩戴的黄金白银首饰根本上都是由小行星带来的。正如拉米雷兹-里兹教授说:“早期地球上所含有的绝大多数黄金都下沉到了地核,由于早期的地球处于熔融 状态,较重的元素大量下沉。因而今天人类所能开采到的位于地表或者浅层公开的金银矿藏根本上都是由撞击地球的小行星所带来的。,这些金银物质自身并非 是在小行星上构成的,那是高密度中子星碰撞的产物,这些元素被撒播宇宙星云之中,当星云逐步冷凝构成小行星或行星时,这些稀有金属元素物质便被带到了地球 上。”