中子星碰撞似乎对我们的化学起源故事至关重要-龙8国际

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2021-10-09 11:18:50 互联网 来源:
导读 当2017年的ligo实验检测到两颗中子星碰撞产生的引力波时,它会在宇宙和天文学中发出电磁和引力波动。这一引人注目但前所未有的事件不仅给了

当2017年的ligo实验检测到两颗中子星碰撞产生的引力波时,它会在宇宙和天文学中发出电磁和引力波动。这一引人注目但前所未有的事件不仅给了我们一些关于恒星死亡的新数据点——它从根本上改变了我们对我们和我们的组成原子来自哪里的理解。

你可能以前听过《我们是星尘》。没错。但这还不是全部。

基本上,恒星就是炼丹机。起初,它是一个主要由氢组成的巨大球体,在自身重力的压力下慢慢挤压其中心区域。这颗恒星的核心最终变得非常热和致密,以至于它变成了一个核反应堆,将氢融合成氦。

在我们太阳的核心,这个过程每秒钟将数亿吨氢转化为氦;我们接收到的阳光基本上只是反应产生的废热。

大多数恒星都是这样生活的:它们稳定地燃烧自己,并在数十亿年内将氢转化为氦。在他们最后的死亡痛苦中,当他们成为准备驱逐外层的红色巨星时,聚变突然爆发,产生锂、碳和氮,以及一些更重的元素。

然而,为了填满元素周期表的剩余部分,我们需要比自己大的恒星。一颗恒星的质量是太阳的八倍多,它的中心是一个核熔炉,燃烧着难以想象的热熔炉。

它撕裂了核心的氢供应,爬上了元素清单,燃烧了氦、碳、氖、氧和硅,直到几百万年后,恒星的中心被铁和聚变辐射不停地吹,恒星终于耗尽了。

在那一刻,没有什么能阻止恒星坍塌,从而导致壮观的超新星爆炸。最后,碎片场的中心将是超密度中子星或黑洞。

是最终的爆炸本身,而不是内部燃烧,创造了这颗恒星最终的化学遗产。不一会儿,一股冲击波在恒星层爆炸,产生的热量和压力如此之大,以至于核聚变的爆炸前沿将新元素的放射性外壳带入了星际空间。

宇宙中有星尘,准备融合成新的恒星、新的行星和新的生命。多年来,人们一直认为这些恒星的死亡是宇宙富含金属和其他重元素的主要机制。

但有证据表明,超新星只是金、铂和铀等重金属的开始。它是一颗微小而致密的中子星,承载着周期表其他部分的潜力。

这让我们回到ligo测试。当信号第一次出现时,全世界的天文学家都在天空的同一部分训练他们的望远镜。由此产生的观测结果表明,在短暂的闪光中有一个明显的迹象,那就是这颗恒星产生了足够多的黄金,比地球多几倍。

中子星碰撞似乎对我们的化学起源故事至关重要。在我们之前的恒星时代,我们生来就有难以想象的暴力。但故事还不止于此。

我们体内的大多数原子根本不是来自恒星。事实上,他们要老得多。如果算上体内所有的原子,60%以上都会是氢,而宇宙中的大部分氢从来没有变成过恒星。

氢,尤其是后来与电子结合形成中性氢原子的质子,是在大爆炸本身的原始火焰中产生的。

宇宙诞生之初,空间的每一部分都充满了一种核前等离子体,其热量甚至比最大质量恒星的中心还要密集。

随着火的蔓延和冷却,构成原子核的质子和中子首先出现。

氢以孤立质子的形式出现,含有少量氦和锂。从最初的时刻开始,这些原子核已经持续了138亿年,聚集在恒星之间,最终聚集在我们之间。

所以,是的,你是星尘。但你也是bigbang的灰烬:古老的原子炼金术是由无情的重力和时间的流动结合在一起的。


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