1.3億年前,宇宙開了一個金礦
兩顆中子星糾纏多年後的壯麗合體,卻讓渺遠地球上的無毛兩腳獸驟然興奮。
若這一對中子星有思想,定會因合體過程被無數人注目而感到羞澀。
雙中子星合併、引力波事件、多信使天文學時代等一大波陌生而晦澀的辭彙席捲網路。儘管媒體竭力報道,這些天文學概念與大眾的距離恐怕也沒有比地球與雙中子星間的距離來得更近。
更多人關心的之是此次事件對黃金價格走勢的影響。
因為在雙中子星熱情擁抱的同時,不僅僅給宇宙留下了最後的波紋,也產下了它們的結晶——重元素。
元素一詞最早是柏拉圖用來描述物質的基本組分的,當現代化學逐漸興起,元素曾被認為是物質的最本質面目。
一個世紀以前,俄國科學家門捷列夫就找到了元素之間的規律,排出了那個千古的周期表。百年之後,我們已經將周期表擴充到了近120種,甚至能夠人工合成新的元素。
然而,這些元素的起源之謎卻還並未完全破解。
起初,科學家們好奇地球之外的天體,只能研究遺落地球的隕石。
在分析了它們的化學組成之後,發現其與地球相比並沒有什麼特殊的。
於是好奇的目光又轉向了明亮又不可及的恆星。
但我們不可能摘下恆星的一塊拿到實驗室里化驗,了解恆星的組成仍是天方夜譚。
早在19世紀就有哲學家和天文學家下了定論:「恆星的化學組成是人類絕對不可能得到的知識。」他們的預言很快的就破滅了,光譜分析的誕生解決了這個棘手的難題。
太陽光譜
每一種原子在光譜上都有對應的特徵譜線,通過特殊的光學儀器就能看到光譜上的明暗譜線。
就像是給一群鬧騰的熊孩子拍照一樣,我們能從照片里數出有幾個孩子甚至能辨別出每一個來。
靠著光譜分析,科學家終於在太陽上發現了一種全新的元素氦。
這說明太陽燃燒的過程中很有可能有元素的變化,宇宙中無數的恆星也許就是一個個元素加工廠。
大爆炸理論認為,原始宇宙在大爆炸發生之後,空間中充滿了氫和氦這樣的輕元素。
而在恆星出現之後,初期對抗引力坍縮的能量全部來自氫的聚變,產生了更多的氦。
當氫逐漸被聚變消耗後,大質量的恆星便會因自身的引力發生坍縮,使得核心的溫度和壓力進一步增加。
先前累積的氦接過氫的衣缽擔起了下一輪聚變的重任。
這樣的演進不斷發生,從而為宇宙生產了元素周期表裡從氫至鐵的各種元素。
可是這僅僅覆蓋了地球元素中的一部分而已,其餘的重元素又來自何方?
這一次的雙中子星合併事件恰恰就交出了完美的答案。
通過對此次引力波光學信號的觀測和光譜分析,科學家們找到了足夠確鑿的證據證實中子星合併是宇宙中超鐵重元素的主要起源。
雙中子星合併記錄
而在中子星放出實錘之前,科學家曾認為例如金這樣的重元素是在超新星爆發中誕生的。但這種說法在不久後被認為不太可能,重元素還需要更大的刺激才能生成。
中子星合併就顯得比超新星爆發夠格多了。
恆星衰亡發生超新星爆炸之後,殘留的遺骸就可能形成密度極大的中子星。事實上除了黑洞之外,密度最大的星體也正是中子星。
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脈衝星,一種特殊的中子星
在這次事件中,兩個中子星在引力的作用下合併,拋射出大量物質。
而這些物質中的富中子物質會形成不穩定的同位素,一邊衰變一邊也產生了質子數大的穩定重元素,如銀鉑金。
一個困擾科學家的世紀謎題終於解開,一個振奮首飾商的營銷口號橫空出世。
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「兩顆相守億年的潔白星體不惜粉身碎骨也要融為一體,它們的愛情結晶在宇宙中飄泊的數十億年,今天它將見證另一段來自生命體的偉大愛情!」
第一次!黃金將逆襲擊敗鑽石成為地球最受歡迎的首飾寵兒,甚至躍升為宇宙硬通貨!
相比之下,宇宙丰度第4的碳元素在地球內部形成的單質晶體就顯得弱得多了。
從此人們不再相信「鑽石恆久遠,一顆永流傳」的鬼話,而是高呼「黃金恆久遠,一克永流傳」的真理!
*參考資料
姜靖.宇宙重元素究竟從何而來?或不只誕生於超新星爆發. 科技日報社.
Sophia Chen. Neutron Stars Collide, Andastrophysics Feels the Ripple. Wired.
Miriam Kramer. The world looks different after today s big neutron star collision discovery. mashable.
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作者系網易新聞·網易號「各有態度」簽約作者
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