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宇宙灾难性事件让星系进入一个镀金时代

2016-11-07

氢和氦是宇宙中出现的第一批元素,它们诞生自宇宙大爆炸后不久。元素周期表中的其他元素则通过恒星内部的核反应而产生。如碳、氮和氧等轻元素通过在恒星核心的核聚变形成,但比如金等重元素则是在诸如超新星爆发或中子星碰撞等宇宙灾难性事件中形成。这被称为r-过程(快中子捕获过程),是一种核合成过程,而这仍然是一个谜。

我们不仅可以通过它们在恒星、气体和尘埃中的存在来辨别出r-过程元素,也可以通过它们的相对丰度。r-过程的丰度明显不同于其他核合成方法——如s-过程(慢中子捕获过程),出现在大型恒星的核聚变末期。所以我们知道,重元素可以通过r-过程的事件产生,但天文学界最大的争论是哪种类型的事件产生了大多数的重元素。

基本上,目前存在两种思想流派。

一种观点认为核心坍缩的超新星是主要因素。超新星在宇宙尺度上是相当常见的,但在一个特定的超新星中释放出的重元素数量则是相对较低的。在这个模型中,星系能缓慢、稳定地产生重元素。

另一种观点认为星体碰撞产生了大部分的重元素。举例来说,虽然两颗中子星的碰撞是相当罕见的,但是从这样的爆炸中能够释放出大量的重元素。在这个模型中,重元素在时不时爆发的星系中诞生。那么,最大的挑战就在于确定哪个模型是正确的。

最近,天文学家发现碰撞模型似乎是正确的。他们观测了一个名为网罟座II星系(Reticulum II)的矮星系中的丰富元素。他们发现这个星系中的9颗最明亮的恒星所拥有的重元素丰度是其他类似星系中恒星的100到1000倍。这将意味着,该星系的r-过程元素的丰度异常高,正如大家所期望的那样,它们是在罕见事件中大量产生。很明显,星体碰撞在重元素的产生过程中发挥重要作用。

因为金是一种重元素,你可以说中子星的碰撞导致星系进入一个镀金时代。

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来自:鳳道隨風  > 宇宙科幻
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