人类首次探测到中子星相撞 揭秘重金属来源

【正见新闻网2017年10月17日】

 

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金和铂属于地球上最贵重的金属,价格达到1000美元一盎司。然而,由于一项有关它们起源的新发现,它们的魅力可能将变得更大。

10月16日,曾经因为发现引力波而获得诺贝尔奖的科学家们宣布,人类首次探测到两颗中子星相撞。
该团队是在8月17日探测到1.3亿光年之外的NGC 4993星系的碰撞事件。此次碰撞发生在九头蛇星座,代号GW170817。

该团队随后立即向全世界天文学家发出事件警报,告诉他们将望远镜对准中子星相撞的场景,通过可见光,无线电波,X射线,伽玛射线探测仪记录下这史无前例的情形。

在这个过程中,产生了不可估量数量的铂、金、银,以及碘、铀、铋。

两颗中子星相撞最可能形成一个黑洞。

哥伦比亚大学天体物理学家梅茨格(Brian Metzger)是参与此次发现的4000名研究者之一。他告诉“商业内幕”,他们的计算显示,此次碰撞产生的大多数物质像一个转盘一样围绕着黑洞旋转。其中一半掉入黑洞,一半射向太空。

这是美国LIGO(激光干涉仪重力波观测台)第五次探测到重力波。但是跟前四次不同的是,此次不是两个黑洞相撞,而是两颗中子星相撞。它发出的信号更加微弱,更接近地球(近了数亿光年),持续时间有100秒,而不是过去的1秒。

雪城大学天文学家布朗(Duncan Brown)认为GW170817是一个革命性事件,部分原因是,它提供了有关重金属是如何在太空中形成的线索。

过去人们知道,巨大的恒星爆炸形成超新星,这个过程中会形成铁和一些更轻的元素。

但是超新星爆炸无法解释金、银、铂等更重的金属的形成布朗说:“它们似乎不是来自于超新星爆炸,因此人们长期以来好奇它们是来自哪里。”

研究者们于是假设,两颗中子星相撞可能会产生金、银、铂。

太空中的大多数恒星是以成双成对的形式存在大恒星在死亡的时候变成超新星那时候,它们的重力将它们挤压成两种形式:。如果它们很重,它们将变成黑洞;如果它们比较轻,它们将变成中子星。后者基本上是一个大的原子核,因为它的重力强大,足以将所有颗粒压缩在一起,成为一个大约是城市大小的球体 - 仅仅一茶匙大小的中子星就有数十亿吨那么重。

“你将这两个东西以三分之一光速的速度撞在一起,这就是你如何造出金子的。”布朗说。

梅茨格说:“最重的元素,你不能通过恒星内部的核聚变制造它们,你形成它们的方式是通过中子俘获。”

这个过程也称为快速过程或 - [R过程,过程如下:。当两颗中子星迎面相撞,它们喷射出高能中子这些中子一边撞击一边向外弹出,形成巨大的原子核心,但是这些巨大的原子不稳定,因此它们几乎立刻分裂,衰变成较小的原子。

这个过程类似于特殊核反应堆中所发生的事情。科学家用中子轰击铀,形成较重的元素,比如钚。

在2010年,梅茨格发明了一个术语“千倍新星”,用来形容天文学家观测到的一种闪光,它比超新星要暗,但是比新星亮1000倍。新星是新产生的恒星。此次的GW170817就是千倍新星。

科学家对此次千倍新星的观测发现,在两颗中子星相撞一秒之后,就产生了惊人数量的元素:大约50个地球质量的银,100个地球质量的金,以及500个地球质量的铂。

单单这些金子就价值100,000,000,000,000,000,000,000,000,000美元--1后面跟了29个零。

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