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地球黄金或来源于宇宙中最奇特的物体 中子星

时间:2023-05-19 11:18:39

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地球黄金或来源于宇宙中最奇特的物体 中子星

天文学家发现了宇宙中迄今为止最大的中子星,其质量几乎是太阳的两倍。

这颗名为PSR J1614-223的中子星的大小与一个小城市差不多,相对而言并不算是一个大的星球,但其密度却是惊人的高,它上面很少量一点物质的质量就高达5亿吨!

科学家们相信这颗中子星的发现对于我们理解物理学有很广泛的意义。因为中子星的密度异常高,它们的环境对科学家而言是很理想的实验室,因为有些物质只能存在于这样的极限环境里。比中子星密度更高的只有黑洞,但由于光线都无法逃离它的引力,所以黑洞内部如何运作就不得而知了。

该中子星是一颗脉冲星,它爆炸前的体积大约是太阳的20多倍,如今是一个稳定且自转飞快的星体,每秒旋转317次,因此它会像灯塔旋转发光一样有规律地发射出无线电。其旁边有一颗白矮星,因为自身引力原因,能延迟中子星发出的无线电的穿越时间。这种延迟效应被称为“夏皮罗效应”,科学家利用它精确地算出了这两颗星的质量。

中子星:宇宙中最奇特的物体

宇宙,充满了奇怪的东西。而这正是让天文学家吃不下睡不着的原因:还有些奇怪的东西等着被发现呢。

尽管我是个黑洞粉,但我还是会选中子星作为宇宙中最奇特的东西。它们是质量至少是太阳的8倍的恒星所留下来的高密度残渣。当这些恒星燃料耗尽时,会爆炸形成超新星,而它们的核会在重力影响下坍塌。

最终结果就是,中子星们有着恒星的质量,但直径却只有20千米,大概只是曼哈顿的长度。中子星有一个结实的表面,不过我不推荐你站在上面:它们要比太阳热上100倍,重力如此之强,以至于爬高一厘米所需的能量与在地球上攀爬珠峰相当。

大质量小体积,意味着中子星有着超高的密度:是水的密度的100万亿倍。比我们能造出的东西都要密。事实上,它基本和原子核是一个密度,但要比原子核大多了。

这里的重力足以挤压原子,让电子与质子中和,形成中子。这就是“中子星”的来源。尽管它们并不全是由中子组成,但他们也不再是正常的恒星了。(通常,“恒星”是通过核聚变发光,而中子星不是这样。)(百度百科有一段话:“在中子星里,压力是如此之大,白矮星中的简并电子压再也承受不起了:电子被压缩到原子核中,同质子中和为中子,使原子变得仅由中子组成。而整个中子星就是由这样的原子核紧挨在一起形成的。可以这样说,中子星就是一个巨大的原子核。中子星的密度就是原子核的密度。”)

强重力,高密度,奇怪的构成,强磁场,高温度,这些让中子星变得十分奇特。事实上,研究人员们尚未能做出中子星内部的物理模型来,这需要尖端的粒子物理,引力物理和高密度材料知识。

更糟的是,每个中子星都身处远方,难以观察细节。而我们又无法在实验室中造一个中子星,即使是一个微观复刻品。这种压力,温度与密度的结合体,意味着我们连一滴中子星材料都造不出来。当然,这并不意味着我们永远也造不出来,毕竟科学家们很聪明。不过,既看不到也做不出来,让我们很难研究中子星。

即使这样,天文学家们还是搞到了一些知识。1930年代,中子星概念被提出。1967年,英国天文学家乔丝琳·贝尔在调教望远镜时观察到了一种有规律的脉冲,推断它来自于中子星。这种脉冲来自强磁场所造成的光束,会随着中子星的旋转,以一定的时间间隔掠过地球。因此,这种物体被称作脉冲星。它们为我们提供了很好的中子星资料。

蛋文:脉冲星可能是完美的星际GPS系统

从1967年开始,研究人员们确定了许多脉冲星。由于旋转周期稳定,它们是宇宙中最可靠的时钟。它们之中最快的,每秒能转成百上千次。即使体积很小,这种转速也很不可思议。

中子星奇特的地方还没完。

尽管每个中子星都有着强磁场,但磁星更牛逼。它们非常稀少,目前仅发现21个(和5个疑似磁星)。它们的磁场强于任何已知物体,强过地球磁场的100万亿倍。

磁星

在银河中心黑洞外一光年距离就有一颗磁星。黑洞口旋转的热气体发出的光线在到达地球之前会掠过这个磁星。在这个过程中,强磁场会将光线扭曲(法拉第旋转)。多亏了这个磁星,天文学家们可以通过测量这个旋转,画出银河中心的环境图

正常中子星的磁场是可以理解的:没被中和成中子的质子和电子,在内部形成一股强力的电流。但为何磁星的磁场会这么牛呢?

这个问题困扰了天文学家几十载,不过上周一份研究可能为我们给出了答案。研究人员通过智利的甚大望远镜(题外话,世界最大口径射电望远镜落户贵州)发现了邻近一颗快速运动的恒星的一颗磁星。一次天文学辩论会上猜测,这两个星体原本是双子星。两者之间的相互作用让它们转的越来越快……直到一颗星在超新星中爆炸,留下一颗中子星,并把另一颗星踢了出去。这颗星体原有的快速转速,让这颗中子星成为了磁星。

我们尚不清楚这种假说是否正确,或者是否所有的磁星都是这样形成的。最终,时间,和观测,会告诉我们答案。无论如何,这是中子星奇特的另一个原因:它不断的用问题挑战我们,驱动我们不断的在天空中寻找答案。

中子星大碰撞产生黄金量10个月球大

您知道黄金,是怎麽来的吗?太空科学家有最新的研究发现,原来黄金的成因,是太空中,中子星互相碰撞的结果,最近的一次撞击中,产生的黄金量,大概有10个月球大小,换算成金钱,简直是天文数字,这项新发现,恐怕会引发各国太空淘金热潮。

黄澄澄闪闪发亮的黄金,好多人爱不释手,可是你想过,黄金是怎麽来的吗?CNN记者:「黄金可能比你我想的还稀少,它有可能是2个巨大恒星,产生中子星撞击的结果。」

美国太空科学家发现,每次中子碰撞之後,约有1%的质量会转变成重元素,其中有一部分是黄金,上个月观察到的一次撞击,所产生的黄金量,超乎想像。

新闻主播:「我们(专家)估计,在2个中子星合并的过程中,产生和喷出的黄金,大约是10个月球这麽多,好闪亮亮啊。」

10个月球的黄金量,以现在的黄金价格换算,这些黄金价值1万兆兆美元,简直是天文数字。

不过这项发现,澄清了,像黄金这样的重元素,不是先前认为的,由超新星爆炸的结果,而是由两颗中子星,相撞而来,但是这2颗中子星,相互绕转数十亿年,才会发生冲撞,专家证实,太空中存在着,Bling Bling的贵金属,势必将掀起一场太空淘金热。

地球上黄金或来源于中子星碰撞

金子来自哪里?美国研究人员说,地球上所有金子可能都是中子星碰撞爆炸的产物。

金子不仅在地球上罕见,在宇宙中同样罕见。科学家此前已知道,恒星内部的聚变反应可产生碳与氧等轻元素,却无法产生金这样的重元素。美国研究人员的一项天文观测则揭开了金子这一重元素的身世。

据介绍,在银河系中,两颗中子星的碰撞几率为平均每10万年发生一次。每次约有1%的质量会转变成重元素,其中只有一小部分是金子。研究人员称:“我们的珠宝都是恒星碰撞的产物。”

金在元素周期表编号79,由它构成的单质就是被称为天然货币的黄金。一些研究人员发现,这种珍稀金属并非源于地球,而是沾染着宇宙的气息。

长期以来,科学界认定地球上许多元素来源于宇宙。比如,构成生物体的重要元素碳和氧来源于恒星内部,在高压和高温中形成,随后伴随着超新星爆发喷散至宇宙空间。金、铂等重金属元素也不例外。

美国哈佛—史密森天体物理学中心一个研究团队借助地面和太空望远镜观测,认定金、铂等重金属元素来源于中子星碰撞。相关成果论文将刊载于最新一期美国《天体物理学杂志通讯》。

今年6月3日,研究人员借助美国航空航天局SWIFT空间望远镜捕捉到两颗中子星碰撞产生的伽马射线暴。它来源于距离地球大约39亿光年的宇宙空间,仅持续0.2秒左右。随后,一些研究人员利用在智利的高能望远镜和位于太空中的哈勃空间望远镜重新观察这一区域,发现红外线“余晖”。

经过分析,他们认定这些“余晖”来自于中子星碰撞后产生的大量重金属元素。

在研究团队带头人贝格尔看来,这一发现为重金属元素找到明确归宿。

在碰撞之处,金只是以原子形态出现,像原子雾一样在星系间飘荡。科学界推测,在地球形成早期,外来小型星体不断“轰炸”地球表面,把金原子带到地球。

数十亿年来,地球地理状况不断变化,加之金元素本身属于惰性元素,不易与其他物质发生化学反应,因而逐渐形成固态单质黄金。

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