中子星并合到底意味着什么?一次可以甩出重达13个地球质量的黄金


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中子星并合到底意味着什么?一次可以甩出重达13个地球质量的黄金


黄金哪里来?黄金 , 从古代开始便作为一般等价物进行资源交换的重要金属 。
不管是金属制造还是经济需求 , 黄金在今天仍然是十分重要的金属 。

不过地球的黄金是有限的 , 更多的资源在太空里 。
当我们在了解黄金的同时 , 不知有多少人想过黄金到底是怎么来的?
或者说它的真正出处在哪里 , 这种昂贵的贵金属在今天为何仍然不常见?
如今科学家通过多年的研究 , 终于找到了黄金诞生的地点 , 中子星 。
最初科学家对中子星合并时产生的引力波进行研究 , 但是这份研究后来延伸至对宇宙重金属元素的起源思考 。

引力波作为广义相对论的一项结果 , 但在太空中 , 只有类似黑洞、中子星这样的天体才能够制造出来 。
因为它们的密度足够大 , 所产生的引力甚至可以扭曲空间 。
科学家预测 , 中子星作为恒星结束时特殊天体 , 当两颗中子星发生碰撞时 , 它们会在元素周期表中产生比镍和铁更重的元素 , 并在它们向内盘旋的时候发出引力波 。
这种时空涟漪带来的结果便是中子星合并 , 中子星的碰撞将为这些重型元素提供产生的环境 , 例如铂、铀和黄金等 。
为了查明这一具体现象和对理论的认证 , 科学家利用激光干涉引力波天文台 , 以及意大利的处女座干涉仪进行联合观察 。

这样的搜索最终将科学家带向了距离地球1.3亿光年外的九头蛇星座的椭圆星系NGC4993中 。
引力波源则被命名为GW170817 , 命名格式主要依据日期进行命名 。
英国莱斯特大学的科学家解释道 , 中子星碰撞将产生高放射性火球 。

理论上讲 , 中子星在剧烈的碰撞过程中 , 亚原子粒子的较重元素会被粉碎然后融合在一起 。
相关研究人员利用光谱仪看到了中子星红外光所揭示出来的重元素光谱 , 这里面有大量的物质被释放出来 。
作为研究宇宙重物质和地球物质起源的一部分 , 这无疑是一个重要发现 。

科学家还指出 , 两颗中子星碰撞带来的重元素虽然仅是这一过程的微小部分 , 但其中的黄金和铂金的质量就相当于地球质量的10倍 。
仅是中子星碰撞带来的纯固体贵金属就超过了100个地球质量 , 事实证明中子星在制造重元素方面十分优秀 。
一旦这些元素出现在附近 , 它们就会随着小行星合并 , 例如地球这样的天体应该就是在碰撞中聚集到如此多的重元素 , 由此带来了大量的黄金 。

“炮仗”一响 , 黄金万两在宇宙中 , 恒星要想成为中子星并不容易 , 任何星系的主序星初始质量至少得是太阳质量的8倍才有可能产生中子星 。
随着恒星逐渐远离主序带 , 内核的燃烧会产生富含铁的核心 。
当恒星内部的所有可以支持核聚变的材料耗尽时 , 恒星内部就必须依赖简并压力支撑自己 。

一旦这种堆积带来的压力超过钱德拉塞卡极限 , 电子简并压力被克服 , 核心进一步坍塌 , 此时的温度会异常高 。
在此条件下 , 恒星内部的铁核被高能伽马射线分解成α粒子 。
随着温度的升高 , 电子和质子通过电子捕获形成中子 , 并释放出大量的中微子 。

当内部密度达到4×1017 kg/m3时 , 排斥力和种子简并压力的结合会使恒星停止收缩 , 恒星外层被中子产生的中微子流阻止并向外抛射 , 最终成为超新星或者中子星 。

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