【原】金子，是宇宙給予的饋贈(zèng)

天文在線 2023-04-08 發(fā)布于云南

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地球上的黃金有可能由中子星的碰撞產(chǎn)生

諾克斯堡礦，現(xiàn)今阿拉斯加境內(nèi)最大的，正在發(fā)掘的黃金礦。基于對(duì)太空的觀測(cè)，有說(shuō)法認(rèn)為地球上的黃金來(lái)自于罕見(jiàn)的中子星碰撞。

金，原子序數(shù)79，元素符號(hào)AU。人們鐘愛(ài)的這種貴金屬可能起源于外太空的一場(chǎng)極其罕見(jiàn)且狂暴的爆炸。顯然這種貴金屬源于一聲巨響。

多年來(lái)科學(xué)家已經(jīng)建立了理論，認(rèn)為元素周期表中的像金，鉑，鉛和鈾這樣的重元素起源于超新星爆炸。但是六月份的一個(gè)天文觀測(cè)表明這些元素來(lái)自于更加奇異的事件：被稱為“中子星”的超高密度天體間碰撞。

脈沖星PSR B1509-58的輻射，一個(gè)快速旋轉(zhuǎn)的中子星，使得周邊氣體X射線發(fā)光（金色，來(lái)自錢(qián)德拉）并且照亮星云的其他部分，這里以紅外線可見(jiàn)（藍(lán)色與紅色，來(lái)自WISE）。

一直以來(lái)，我們都認(rèn)為地球上的元素起源于彗星。舉個(gè)例子，我們體內(nèi)的碳元素和氧元素來(lái)源于恒星內(nèi)部，它們?cè)诤阈堑母邷馗邏合滦纬?。之后超新星爆炸，它們被噴到宇宙中。這的確對(duì)，正如已故的天文學(xué)家卡爾·薩根所說(shuō)，我們都是恒星的填充物。

但是新的證據(jù)表明地球上的金并非來(lái)自于超新星爆炸，而來(lái)自于中子星碰撞。

“我們都是恒星填充物，我們的首飾是恒星碰撞的填充物。”在馬薩諸塞州劍橋市的哈佛史密斯中心主導(dǎo)研究天體物理學(xué)的艾多·伯格說(shuō)道。金的誕生

中子星是超新星爆炸時(shí)恒星內(nèi)核坍縮形成的。一顆中子星大體上的直徑可能是一個(gè)市區(qū)的大小，但卻有著和太陽(yáng)同樣的質(zhì)量甚至更多。由于重力，所有的物質(zhì)擠在一起，直到連原子都坍縮了,最后成為了有原子核密度的的物質(zhì)。滿滿一匙中子星材料在地球上可能重大約五百萬(wàn)噸。

宇宙中的這些“水果糕點(diǎn)”大多是獨(dú)居的漫步者，但有些結(jié)伴而行，就像雙子星多出來(lái)的那部分一樣。他們會(huì)互相繞行十億年，而后逐漸靠近，遵從愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論盤(pán)旋上升。未來(lái)某一天，他們會(huì)進(jìn)行毀滅性的融合。

這種事件在銀河系中不是常見(jiàn)的。在銀河系，有著成百上千上百萬(wàn)的的恒星，這樣一場(chǎng)中子星碰撞可能每100，000年才會(huì)發(fā)生一次，伯杰這樣說(shuō)到。但是宇宙很龐大，有著上百萬(wàn)的星系，因此做全宇宙研究的天文學(xué)家偶爾會(huì)觀察到這些罕見(jiàn)的現(xiàn)象。所以在六月三號(hào)，NASA的斯威夫特太空望遠(yuǎn)鏡在獅子座3.9百萬(wàn)光年之外的星系觀測(cè)到了短γ射線脈沖（GRB）的閃爍。

系列的影像顯示在星系NGC 1365的一顆超新星爆炸，光度快速的變亮和緩慢的變暗。

這個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間只有十分之二秒。天文學(xué)家們爭(zhēng)相用智利的一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡和哈勃望遠(yuǎn)鏡進(jìn)一步觀測(cè)那一小片星空。

他們看到之前觀測(cè)到GRB的地方有東西在閃爍。對(duì)比了他們的觀察與理論模型之后，天文學(xué)家得出結(jié)論，他們看到的放射性光輝來(lái)自于中子星融合引起的爆炸中大量重金屬的形成。

康普頓伽瑪射線天文臺(tái)記錄到的2千多個(gè)伽瑪射線暴分布圖

這個(gè)觀察可能解釋了這種短周期的GRB。這些光的閃爍會(huì)短暫地照耀整個(gè)星系。雖然中子星碰撞被認(rèn)為是這種GRB的來(lái)源，但是現(xiàn)在有了直接的觀測(cè)，“我們現(xiàn)在有了種冒煙的手槍”，Berger說(shuō)。

在一顆大質(zhì)量0恒星內(nèi)的演化(a)洋蔥結(jié)構(gòu)的殼層，形成鐵芯 (b)達(dá)到錢(qián)德拉塞卡極限開(kāi)始坍塌。核心內(nèi)部被壓縮形成中子 (c)造成崩落的物質(zhì)反彈 (d)并形成向外傳播的沖擊波（紅色）。沖擊波停滯（因?yàn)槟芰肯模?e)但可能是與中微子的相互作用，使它重獲活力。周?chē)奈镔|(zhì)被驅(qū)散 (f)只留下簡(jiǎn)并的殘骸。

一對(duì)中子星可以在碰撞前互相環(huán)繞十億年，然后，伯杰說(shuō)：“幾件令人激動(dòng)的事會(huì)很快發(fā)生?！贝蠖辔镔|(zhì)坍縮形成一個(gè)黑洞。一些物質(zhì)被噴到宇宙中。那種物質(zhì)富含中子，會(huì)促使形成越來(lái)越重的元素，就像泥土堆積在一輛越野車(chē)上。

“需要許多中子射向原子核形成一些重的元素，像金，鉛或鉑。”加利福利亞大學(xué)伯克利分校的天體物理學(xué)家丹尼爾·卡森說(shuō)道。

這些爆炸產(chǎn)生驚人數(shù)量的重核?？ㄉ瓰榱氯?hào)的事件做了粗略的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)它產(chǎn)生大約二十個(gè)地球質(zhì)量?jī)r(jià)值的金。那些金足夠裝滿100萬(wàn)億的油輪。

如果鉛是你的，那該高興了：這些碰撞產(chǎn)生七倍的鉛一樣的金?！办乓饷⒌男滦恰边@個(gè)名字來(lái)描述這個(gè)事件，因?yàn)槲覀兛吹降幕旧鲜且环N華而不實(shí)的微光，卡森說(shuō)道。

一個(gè)遺留問(wèn)題：這是否意味著金和其他金屬可能都是在超新星中產(chǎn)生的？伯格的計(jì)算表明中子星的起源造就了宇宙中所有的金。

在周三的新聞發(fā)布會(huì)上，他回答了一個(gè)問(wèn)題，說(shuō)不能排除金來(lái)自于普通超新星的可能性，但真的沒(méi)有必要祈求用另一種方法證明金的來(lái)源。

這一重達(dá)156盎司（4.42千克）的金塊是一位個(gè)人探礦者在南加利福尼亞州的沙漠中發(fā)現(xiàn)的。

在牙醫(yī)裝飾某人的門(mén)牙前，要形成金原子還有許多要做的準(zhǔn)備工作。金在風(fēng)中基本是霧狀的塵埃，直到它進(jìn)入一群可以聚集的物質(zhì)中，通過(guò)重力來(lái)到一群行星圍繞中心恒星轉(zhuǎn)的太陽(yáng)系中。

在地球早期的歷史中，蘊(yùn)含金的小行星不停地撞擊地球表面。在十億年或者更久以后，地球的地質(zhì)過(guò)程使金原子聚集，于是形成了礦脈和天然塊金。金，幾乎是不活潑的，不能和其他元素反應(yīng)。

它是一個(gè)升華的過(guò)程，這就是地球所做的。金在地球上十分稀有，大約是占地殼十億分之一的部分。華盛頓卡內(nèi)基研究所的地質(zhì)學(xué)家羅伯特·海森說(shuō)道。

地球上大多數(shù)金都在地核中，并且一直有一種猜想認(rèn)為地球的中心是個(gè)純金的。所以，地球真的有黃金心臟嗎？他們還沒(méi)有找到一種方法去檢驗(yàn)。

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翻譯：天文志愿者- Supernova era

審核：天文志愿者-林下光

排版：零度星系

參考資料

1.WJ百科全書(shū)

2.天文學(xué)名詞

3.原文來(lái)自：https://www./national/health-science/origin-of-gold-found-in-rare-neutron-star-collisions/2013/07/17/a158bd46-eef2-11e2-bed3-b9b6fe264871_story.html?noredirect=on&utm_term=.43eb293b06eb

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