新研究顯示恆星如何變成黃金

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一項對網罟座(Reticulum)第二矮星系附近的研究,暗示經由中子星的合併,一個地球最重元素的奇特來源。

宇宙鍊金術

中子捕獲過程圖片說明: Carnegie Institution of Science.

天文物理學設法畫出元素如何形成的最精確圖表。氫和氦是在大爆炸後的第一次驚人時刻被創造出來,之後,在超大質量恆星的核融合熔爐內形成“鐵”(所有重元素)。

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問題是,一旦鐵和鎳產生,核融合需要的能量會比它釋放的還多,造成一個可預期的結果,恆星崩塌。因此,像是金、鉛、銅和白金的重元素,是如何產生呢?

問題的解釋是”中子捕獲(neutron capture)”。在現存的重元素長出中子,一次一個;接著這些中子β衰變(beta decay)成質子。就這樣,你有現成的新元素。中子捕獲可能慢慢地發生,在恆星核心經過漫長的時期;或是經由災難性的中子轟炸,一瞬間發生。

最終,天文學家無法決定關於這類元素是如何形成。由超新星爆炸所產生是相當地普遍的說法,或者是由某些稀有、奇特的事物所產生,像是中子星的合併

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令人驚訝的是,一項對網罟座第二矮星系的研究,暗示著是後者(中子星合併)。

網住一個新發現

網罟座第二矮星系僅僅在去年被發現,坐落在南方星座的”畢(The Net)”星宿位置。它是一個非常模糊的矮星系,只有約200光年長,距離9萬7千光年。事實上,它是靠近銀河系的一個伴星系,我們銀河系正在慢慢地撕裂它。

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但由於它的近距離以及擁有大量的明亮恆星,使得它成為研究恆星化學性質的理想目標。更進一步地說,這類的矮星系是古代宇宙史的原始倖存者,像是”星系腔棘魚(galactic coelacanth)”,它的原始恆星解剖結構,是作為進入遙遠時代的窗口。

新的研究顯示,比起其他矮星系,9顆網罟座第二矮星系最明亮恆星中的7顆,有相當大量的重元素形成於快速中子捕獲。這項事實,結合星系中大量源自中子捕獲的元素,似乎證明了一個比超新星更為稀有的機制。

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一份出現在自然期刊的論文共同作者、麻省理工學院的Anna Frebel說:”在中子星合併產生快速中子捕獲元素,完美地解釋這些觀察。”

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在銀河系內的古老恆星,透露出相同的中子捕獲跡象,暗示著大型星系的中子捕獲過程是和矮星系一模一樣的,甚至地球的重元素是以類似的方式形成。

這意味著你正在穿戴的黃金首飾,也許是在碰撞的中子星內產生的。

 來源: Futurism