人類首次探測到中子星相撞 揭秘重金屬來源

【正見新聞網2017年10月17日】

 

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金和鉑屬於地球上最貴重的金屬,價格達到1000美元一盎司。然而,由於一項有關它們起源的新發現,它們的魅力可能將變得更大。

10月16日,曾經因為發現引力波而獲得諾貝爾獎的科學家們宣布,人類首次探測到兩顆中子星相撞。
該團隊是在8月17日探測到1.3億光年之外的NGC 4993星系的碰撞事件。此次碰撞發生在九頭蛇星座,代號GW170817。

該團隊隨後立即向全世界天文學家發出事件警報,告訴他們將望遠鏡對準中子星相撞的場景,通過可見光,無線電波,X射線,伽瑪射線探測儀記錄下這史無前例的情形。

在這個過程中,產生了不可估量數量的鉑、金、銀,以及碘、鈾、鉍。

兩顆中子星相撞最可能形成一個黑洞。

哥倫比亞大學天體物理學家梅茨格(Brian Metzger)是參與此次發現的4000名研究者之一。他告訴「商業內幕」,他們的計算顯示,此次碰撞產生的大多數物質像一個轉盤一樣圍繞著黑洞旋轉。其中一半掉入黑洞,一半射向太空。

這是美國LIGO(雷射干涉儀重力波觀測台)第五次探測到重力波。但是跟前四次不同的是,此次不是兩個黑洞相撞,而是兩顆中子星相撞。它發出的信號更加微弱,更接近地球(近了數億光年),持續時間有100秒,而不是過去的1秒。

雪城大學天文學家布朗(Duncan Brown)認為GW170817是一個革命性事件,部分原因是,它提供了有關重金屬是如何在太空中形成的線索。

過去人們知道,巨大的恆星爆炸形成超新星,這個過程中會形成鐵和一些更輕的元素。

但是超新星爆炸無法解釋金、銀、鉑等更重的金屬的形成布朗說:「它們似乎不是來自於超新星爆炸,因此人們長期以來好奇它們是來自哪裡。」

研究者們於是假設,兩顆中子星相撞可能會產生金、銀、鉑。

太空中的大多數恆星是以成雙成對的形式存在大恆星在死亡的時候變成超新星那時候,它們的重力將它們擠壓成兩種形式:。如果它們很重,它們將變成黑洞;如果它們比較輕,它們將變成中子星。後者基本上是一個大的原子核,因為它的重力強大,足以將所有顆粒壓縮在一起,成為一個大約是城市大小的球體 - 僅僅一茶匙大小的中子星就有數十億噸那麼重。

「你將這兩個東西以三分之一光速的速度撞在一起,這就是你如何造出金子的。」布朗說。

梅茨格說:「最重的元素,你不能通過恆星內部的核聚變製造它們,你形成它們的方式是通過中子俘獲。」

這個過程也稱為快速過程或 - [R過程,過程如下:。當兩顆中子星迎面相撞,它們噴射出高能中子這些中子一邊撞擊一邊向外彈出,形成巨大的原子核心,但是這些巨大的原子不穩定,因此它們幾乎立刻分裂,衰變成較小的原子。

這個過程類似於特殊核反應堆中所發生的事情。科學家用中子轟擊鈾,形成較重的元素,比如鈽。

在2010年,梅茨格發明了一個術語「千倍新星」,用來形容天文學家觀測到的一種閃光,它比超新星要暗,但是比新星亮1000倍。新星是新產生的恆星。此次的GW170817就是千倍新星。

科學家對此次千倍新星的觀測發現,在兩顆中子星相撞一秒之後,就產生了驚人數量的元素:大約50個地球質量的銀,100個地球質量的金,以及500個地球質量的鉑。

單單這些金子就價值100,000,000,000,000,000,000,000,000,000美元--1後面跟了29個零。

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