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科学家重大发现:金银等贵金属根本不是地球产物  

2016-05-27 21:34:34|  分类: 奇闻轶事 |  标签: |举报 |字号 订阅

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宇宙形成之初,几乎只有氢元素。现在存在于人类周围的重元素当时并不存在,这些元素是在数百万颗恒星的内核中逐渐生成的,当这些恒星死亡之时,重元素就被释放到太空中,然后融合到太阳等新一代恒星中,而正是因为有了新一代恒星,地球等固体行星才得以形成。

据西班牙《阿贝赛报》网站5月24日报道,尽管如此,有些地球上最珍稀的极重金属,它们的来源并不那么容易解释。事实上,数十年来科学家一直在研究金、银、铂的来源,现在他们相信自己已经找到了答案。

报道称,“制造”这些极重元素需要的能量让人难以置信。所需能量如此巨大,以至于迄今无人能够解释这些能量如何在宇宙中存在。不过一个古老矮星系的发现解开了这个疑惑,这个被称为Reticulum II的矮星系距离地球“只有”9.8万光年。这个位于银河系中的又小又暗的星系中包含的星体含有大量重元素,包括金、银、铂。

美国麻省理工学院物理学系教授安娜·弗雷贝尔刚刚在《自然》杂志上发表了相关研究,她解释说,“理解这些重元素是如何形成的,是核物理学中最困难的问题之一”,“制造如此之重的元素需要极大的能量,因此几乎不可能通过实验的方法制造出来。也就是说,它们的产生过程在地球上根本就不可能发生,因此我们只能利用恒星和其他宇宙物体作为实验室”。

报道称,Reticulum II矮星系是不到一年前发现的,是距离地球最近的矮星系之一。它被视为探索暗物质的最佳星系之一,现在它又为科学家研究我们喜欢的重元素如何形成、怎样来到地球提供了一臂之力。

分析Reticulum II矮星系中最亮的几颗恒星的光谱,弗雷贝尔及其团队发现这些恒星中含有大量的金、银、铂等重元素,而这些元素是不可能由恒星自己生成的。

金、银、珀、铀和铅都属于所谓的“r-过程元素”,所谓r-过程是指“快速中子捕获过程”,最早在1957年由核物理学家聚斯和尤里进行描述,他们证明这些元素的形成需要快速捕获中子,所有这些元素应该存在于宇宙中某一处地方,需要在极端条件下并且有大量中子存在的情况下才能形成。

根据假设,巨星碰撞或者中子星(密度最大的星体)合并是最有可能产生“r-过程元素”的场景,虽然聚斯和尤里从未证实过这个现象的发生。现在,已知中子星碰撞在Reticulum II等矮星系形成的早期相对常见,因此安娜·弗雷贝尔认为聚斯和尤里的假设是有道理的。

因此,金、银、珀、铀和铅等“r-过程元素”是在矮星系内部中子星的碰撞过程中产生的,然后它们成为新恒星和小行星的组成部分,最终出现在地球上。不过一定要注意,地球上所有的“原始”金,都沉积在地核中,因为早期的地球处于熔融状态,较重的元素会下沉到核心。因此,我们现在所拥有的埋藏在地表的所有金子,无一例外地是由小行星的撞击带来的。

弗雷贝尔指出说,“我们现在获得的金子不是在小行星中形成的,而是在中子星的合并过程中形成的。然后它们与作为银河系所有行星和小行星形成之本的气体和尘埃云混合,然后所有这些金子就被运到了地球上”。

此外,由于这种中子星合并在宇宙早期非常罕见,所以研究人员认为,人类现在使用的地球上的所有金、银、铂很可能来自我们星系周围唯一的一次恒星碰撞,或许这次碰撞就在Reticulum II矮星系的内部。


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