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1.3亿年前,宇宙开了一个金矿

2017-10-18  天童老僧

1.3亿年前,宇宙开了一个金矿

两颗中子星纠缠多年后的壮丽合体,却让渺远地球上的无毛两脚兽骤然兴奋。

若这一对中子星有思想,定会因合体过程被无数人注目而感到羞涩。

双中子星合并、引力波事件、多信使天文学时代等一大波陌生而晦涩的词汇席卷网络。尽管媒体竭力报道,这些天文学概念与大众的距离恐怕也没有比地球与双中子星间的距离来得更近。

1.3亿年前,宇宙开了一个金矿

更多人关心的之是此次事件对黄金价格走势的影响。

因为在双中子星热情拥抱的同时,不仅仅给宇宙留下了最后的波纹,也产下了它们的结晶——重元素

元素一词最早是柏拉图用来描述物质的基本组分的,当现代化学逐渐兴起,元素曾被认为是物质的最本质面目。

一个世纪以前,俄国科学家门捷列夫就找到了元素之间的规律,排出了那个千古的周期表。百年之后,我们已经将周期表扩充到了近120种,甚至能够人工合成新的元素。

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然而,这些元素的起源之谜却还并未完全破解。

起初,科学家们好奇地球之外的天体,只能研究遗落地球的陨石。

在分析了它们的化学组成之后,发现其与地球相比并没有什么特殊的。

于是好奇的目光又转向了明亮又不可及的恒星。

但我们不可能摘下恒星的一块拿到实验室里化验,了解恒星的组成仍是天方夜谭。

早在19世纪就有哲学家和天文学家下了定论:“恒星的化学组成是人类绝对不可能得到的知识。”他们的预言很快的就破灭了,光谱分析的诞生解决了这个棘手的难题。

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太阳光谱

每一种原子在光谱上都有对应的特征谱线,通过特殊的光学仪器就能看到光谱上的明暗谱线。

就像是给一群闹腾的熊孩子拍照一样,我们能从照片里数出有几个孩子甚至能辨别出每一个来。

靠着能光谱分析,科学家终于在太阳上发现了一种全新的元素氦。

这说明太阳燃烧的过程中很有可能有元素的变化,宇宙中无数的恒星也许就是一个个元素加工厂。

大爆炸理论认为,原始宇宙在大爆炸发生之后,空间中充满了氢和氦这样的轻元素。

而在恒星出现之后,初期对抗引力坍缩的能量全部来自氢的聚变,产生了更多的氦。

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当氢逐渐被聚变消耗后,大质量的恒星便会因自身的引力发生坍缩,使得核心的温度和压力进一步增加。

先前累积的氦接过氢的衣钵担起了下一轮聚变的重任。

这样的演进不断发生,从而为宇宙生产了元素周期表里从氢至铁的各种元素。

可是这仅仅覆盖了地球元素中的一部分而已,其余的重元素又来自何方?

这一次的双中子星合并事件恰恰就交出了完美的答案。

通过对此次引力波光学信号的观测和光谱分析,科学家们找到了足够确凿的证据证实中子星合并是宇宙中超铁重元素的主要起源。

1.3亿年前,宇宙开了一个金矿

双中子星合并记录

而在中子星放出实锤之前,科学家曾认为例如金这样的重元素是在超新星爆发中诞生的。但这种说法在不久后被认为不太可能,重元素还需要更大的刺激才能生成。

中子星合并就显得比超新星爆发够格多了。

恒星衰亡发生超新星爆炸之后,残留的遗骸就可能形成密度极大的中子星。事实上除了黑洞之外,密度最大的星体也正是中子星。

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脉冲星,一种特殊的中子星

在这次事件中,两个中子星在引力的作用下合并,抛射出大量物质。

而这些物质中的富中子物质会形成不稳定的同位素,一边衰变一边也产生了质子数大的稳定重元素,如银铂金。

一个困扰科学家的世纪谜题终于解开,一个振奋首饰商的营销口号横空出世。

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“两颗相守亿年的洁白星体不惜粉身碎骨也要融为一体,它们的爱情结晶在宇宙中飘泊的数十亿年,今天它将见证另一段来自生命体的伟大爱情!”

第一次!黄金将逆袭击败钻石成为地球最受欢迎的首饰宠儿,甚至跃升为宇宙硬通货!

相比之下,宇宙丰度第4的碳元素在地球内部形成的单质晶体就显得弱得多了。

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从此人们不再相信“钻石恒久远,一颗永流传”的鬼话,而是高呼“黄金恒久远,一克永流传”的真理!

*参考资料

姜靖.宇宙重元素究竟从何而来?或不只诞生于超新星爆发. 科技日报社.

Sophia Chen. Neutron Stars Collide, Andastrophysics Feels the Ripple. Wired.

Miriam Kramer. The world looks different after today's big neutron star collision discovery. mashable.

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