天文学家发现,宇宙中有什么东西正在偷偷制造黄金


天文学家发现,宇宙中有什么东西正在偷偷制造黄金


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天文学家发现,宇宙中有什么东西正在偷偷制造黄金



哪里来的这么多金子?

【天文学家发现,宇宙中有什么东西正在偷偷制造黄金】中子星的碰撞能够产生黄金 。 NASA / Swift / Dana Berry
黄金是贵金属 , 但在宇宙中它却太多了——科学家目前所知的宇宙黄金产能 , 远远不足以生产出我们通过地球和太阳系推算得到的宇宙黄金含量 。
黄金是一种元素 , 无法通过化学反应得到 。 要制造黄金 , 需要将79个质子和118个中子结合在一起 , 形成一个单一的原子核 。 制造这样一个原子核所需的巨大能量 , 连一般的恒星也无法提供 。
天体物理学家认为 , 黄金可能诞生在中子星的碰撞过程中;某些特殊的超新星爆发也能制造黄金 。 但是中子星的碰撞是一种极为罕见的现象 , 特殊类型的超新星爆发则更为稀有 。

质子和中子会在中子星的碰撞过程中直接对撞形成重元素原子核 , 然后被抛溅到周边的太空中 。 这是当前理论预言中 , 最“正常”的一种黄金产生方式 。 但是到目前为止 , 人类只发现过一个中子星碰撞的实例 。
超新星爆发虽然能够制造许多稀有元素 , 但是难以制造出黄金 , 因为如果要制造黄金 , 这颗恒星的质量需要足够大 。 而质量足够大的恒星爆发后其内核又会变成黑洞 , 导致刚刚制造出来的重元素被吞噬化为乌有 。
只有一类特殊的超新星能够制造并扩散黄金 。 这类超新星被称为“磁自转超新星(magneto-rotational supernova)” , 自转速度极快 , 其在爆发的过程中 , 会将整个内核由内向外地翻出 , 并通过白炽喷流 , 把包括黄金在内的大量重元素射向太空 。 但是这类超新星爆发比中子星碰撞更罕见 。 就算我们把两种黄金的自然生产方式加在一起 , 还是难以解释宇宙中为何会有那么“多”的黄金 。
英国赫特福德郡大学天体物理学家Chiaki Kobayashi等人近日在9月15日的《天体物理学期刊》上发文 , 再一次以缜密的思路 , 梳理了大量数据 , 利用一个个的模型再现了各种元素在星系演化过程中的产生 。 论文成功地再现了已被观测证实的锶在中子星碰撞过程中的产生 , 以及铕是如何在“磁自转超新星”爆发过程中被制造出来的 。 但是依然无法为宇宙中“过量”的黄金找到合理的来源 。

也许宇宙中存在着我们所不知道的天体物理学过程 , 正在悄悄地制造着黄金;也许中子星碰撞过程中产生的黄金含量比理论预言要高;或许有什么东西正在干扰我们的思路……但是在谜底真正揭开之前 , 一切皆有可能 。

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