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超新星爆炸比中子星合并产生更多黄金

作者: 管理员    来源:本网      发布日期:2019-07-02   浏览:

最近的一项新发现可能推翻我们对地球重元素(如金和铂)来源的认识。加拿大圭尔夫大学(University of Guelph)一位物理学家的新研究表明,地球上大多数重元素是从遥远时空的一种被忽视的恒星爆炸中喷射出来的。

该校物理学教授Daniel Siegel说:“宇宙中大约80%的重元素可能是以胶原体的形式形成的。胶原体是一种罕见但富含重元素的超新星爆炸形式,它是由古老的大质量恒星的引力坍缩形成的,其质量通常是太阳的30倍。”

Daniel Siegel说,这一发现推翻了人们普遍的观点,即这些元素大多来自中子星之间或中子星与黑洞之间的碰撞。该论文最近发表在《自然》杂志上。

Daniel Siegel的团队利用超级计算机,模拟了胶原体的动力学,高龄星球的引力使它们内爆并形成黑洞。Daniel Siegel说,在他们的模型中,大量快速旋转的胶原体喷射出的重元素的数量和分布“惊人地类似于我们在太阳系所观察到的”。自然界中发现的大多数元素是在恒星的核反应中产生的,最终在巨大的恒星爆炸中被喷射出去。

在地球和宇宙其他地方发现的重元素,从很久以前的爆炸中产生,包括金和铂,还包括核反应堆中使用的铀和钚,以及电子产品中使用的更少见的化学元素,如钕等等。

直到现在,科学家们还认为这些元素主要是在中子星或黑洞的碰撞中被创造出来的,就像2017年登上头条的地球探测器观测到的两颗中子星碰撞合并一样。

Daniel Siegel介绍说,有意思的是,在他们拟将这种合并定性为重元素的诞生机制之前,他的团队就已经开始研究这种合并的物理原理。“对中子星合并的研究使我们相信,在一种完全不同的恒星爆炸中,黑洞的诞生可能比中子星合并产生更多的黄金。”

Daniel Siegel说:“我们所看到的这些重元素中,80%应该来自于胶原体。在超新星的爆发中,胶原体是相当罕见的,但它们喷射到太空中的物质数量远远高于中子星合并产生的物质数量。”研究小组现在希望通过观察结果来验证其理论模型的正确性。Daniel Siegel说,詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)将于2021年发射到太空,其上的红外仪器应该能够探测到遥远星系中的一个坍缩星发出的重元素辐射信号。

“这将是一个明确的标志。”他补充说,天文学家也可以通过观察银河系中其他恒星中重元素的数量和分布来发现这些恒星的坍缩迹象。“这项研究可能为我们研究星系如何产生提供线索。确定重元素的来源可能有助于我们理解星系的化学结构以及星系的形成过程。这实际上有助于解决宇宙学中的一些大问题,因为重元素是一种很好的示踪剂。”

(责任编辑:侯茜)

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