中子星是如何創造出黃金的?

退相幹 2022-12-14 15:11:06

幾千年來,人類一直在尋找將物質變成黃金的方法。 古代煉金術士認爲這種貴金屬是物質的最高形式,黃金也成了古往今來人們權力與財富的象征。隨著人類知識的進步,煉金術的神秘面紗被我們今天所知道的科學所揭開。然而,隨著我們科學技術的進步,黃金的起源仍不爲大部分人所知。

中子星碰撞前從中子星上剝離的熾熱、致密、膨脹的碎片雲的插圖

地球元素的起源

科學家們已經能夠拼湊出元素周期表中許多元素的來源。例如,大爆炸創造了氫,這是最輕、宇宙中最豐富的元素。當恒星發光時,它們將氫融合成較重的元素,如碳和氧,即生命的元素。在它們垂死的歲月裏,恒星會産生常見的金屬——鋁和鐵,並在不同類型的超新星 爆炸中將它們噴射到太空中。

元素表

幾十年來,科學家們也一直認爲這些恒星爆炸也解釋了最重和最稀有元素(如黃金)的起源。但他們遺漏了一點,黃金取決于一顆大質量恒星死亡後留下的天體:一顆中子星。通常情況下,一顆中子星的直徑只有 16公裏,但它的質量確實太陽的一倍半,約爲2.98365×10^30 kg,因此它們表面的一茶匙物質就重達 1000 萬噸。

科學家從探測器GW170817 捕獲的電磁輻射證實,比鐵重的元素是在中子星碰撞後合成的。

宇宙中的許多恒星都處于雙星系統中。兩顆恒星受引力束縛並相互繞行。一對大質量恒星最終可能會以一對中子星的形式結束它們的生命,中子星相互繞行數億年。但是愛因斯坦說過這種旋轉不可能永遠持續下去,也就是說,最終它們必然會發生碰撞。

大規模碰撞,檢測多種方式

2017 年 8 月 17 日上午,一道太空漣漪掠過我們的星球,它被 LIGO 和 Virgo 引力波探測器探測到。這次宇宙擾動來自一對城市大小的中子星,它們以三分之一光速相撞。這次碰撞産生的能量超過了太陽系自誕生以來的任何一次碰撞事件。

碰撞的消息一經發出, 世界各地的天文學家立即采取行動。大大小小的望遠鏡掃描了引力波來自的那片天空。十二小時後,三架望遠鏡在距地球約 1.3 億光年的星系 NGC 4993 中發現了一顆全新的恒星——千新星。

千新星是一種比中子星可怕萬倍、亮度是中子星1000倍的短暫天體

天文學家捕捉到了來自這對中子星的碰撞而産生的千新星的光。在智利天文台,雙子座望遠鏡將其 26 英尺的大鏡子轉向這顆千新星。美國國家航空航天局也將哈勃望遠鏡引向同一地點。

就像熊熊篝火的余燼變得寒冷而暗淡,這顆千新星的余輝迅速消散。幾天之內,可見光逐漸消失,留下溫暖的紅外光,但最終也消失了。但在沉寂中,這次大碰撞的産物-----黃金在暗處閃閃發光。

通過棱鏡照射陽光,您會看到太陽的光譜——彩虹的顔色從短波長的藍光擴散到長波長的紅光。該光譜包含在太陽下結合和鍛造的元素的指紋。每個元素都由光譜中獨特的線條指紋標記,反映了不同的原子結構。

千新星的可見光和紅外光譜。

千新星的光譜中包含宇宙中最重元素的指紋。它的光帶有中子星材料衰變而成的鉑金、黃金和其他元素的明顯特征。

這是人類第一次看到正真意義上的“煉金術”,宇宙將物質變成黃金。據科學家估算,這次碰撞産生了至少 10 個地球質量價值的黃金。而您現在佩戴的一些黃金或鉑金首飾也是數十億年前在我們銀河系中的一次中子星碰撞事件中所産生的—,就像 2017年8 月 17 日科學家們看到的那樣。

這次碰撞産生的黃金將會去往何處呢?它將被爆炸産生的“風”吹入宇宙並與來自宇宙的塵埃和氣體混合。或許有一天它會成爲一顆新行星的一部分,其居民將踏上長達千年的探索之旅,以了解它的起源。

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评论列表
  • 2022-12-20 07:52

    編輯不嚴謹,茶匙有大有小,既然密度如此之大,差之毫厘謬之千裏,你應該用尺寸來表達,還有錯字。

    灼夢 回覆:
    你以爲小編懂呀 只是摘錄而已[笑著哭]
    愛的幻歌 回覆:
    折中呗
  • 2023-01-12 23:47

    中子星只有合並的時候會制造出比鐵高的元素。

  • 2023-03-01 09:17

    明天去中子星揀黃金去

  • 2023-03-03 21:23

    中子星碰撞和大質量恒星死亡時産生的超新星爆炸都會制造出金以上的元素,小部分會隨著爆炸向宇宙空間抛散,這就是宇宙中各行星黃金的來源。這小部分只是相對于中子星的巨大質量而言,實際上這小部分的質量可能比地球質量都要大無數倍!

  • 2023-03-06 01:23

    我對地球上的黃金是怎麽創造的更感興趣。

    庫洛 回覆:
    上一代太陽爆炸以後形成的。
    yangyang 回覆: 庫洛
    你這就離大譜,恒心超新星爆發放出的能量能把地球轟出太陽系,哪來的上一代
  • 2023-03-08 16:19

    白矮星的質量極限範圍1億噸至10億噸每平米厘米,中子星的質量極限10億噸至100億噸每平米厘米。黑洞無質量上限!

  • 2023-01-13 15:10

    中子星上沒有常規意義上的黃金吧

    灼夢 回覆:
    沒有 碰撞會産生 碰撞瞬間相當于一次聚合
  • 2023-01-13 23:52

    你我皆星塵。

  • 2023-03-09 13:41

    黃金的密度和中子星的密度不是一個世界的吧???!!!!

  • 2023-04-15 08:54

    不用看那麽遠的,我們腳下幾十公裏處就有很多的黃金!只是人類的技術不能挖到而已[無奈吐舌]