新模型推翻理论,黄金主要起源不是中子星碰撞

宇宙黄金的起源可能又要颠覆以前假设了,最新星系演化分析发现,中子星碰撞并不会产生先前假定的化学元素,当前模型也无法解释宇宙中的黄金量。

大爆炸产生了宇宙中所有氢,也产生许多氦和锂──就没了,其余元素都是在恒星内部的核反应过程形成,随着恒星衰老、内部温度升高,核反应产生越来越重的元素,并于恒星生命最后阶段经历爆炸释放到太空,可以说恒星就是制造新元素的巨大压力锅。

一般认为,比铁重的元素(比如钍、铀)有一半以上都形成自双中子星碰撞的快中子捕获过程(R-过程),并且直到2017年科学家才首度通过重力波证实,当时有科学家估计,这次双中子星碰撞事件GW170817在短短1秒钟内产生了50个地球质量的银、100个地球质量的黄金,以及500个地球质量的铂金(俗称白金)。

然而根据澳洲天文机构ASTRO 3-D团队的最新分析,中子星整合事件产生黄金的能力被高估了。根据新的星系化学演化模型,这些稀有的中子星碰撞带来的银产量过高,金产量却不足,宇宙早期双中子星整合频率已经不够高了,百亿年后依然不够,无法解释大部分黄金来源。

相反地,宇宙中另一种不寻常的超新星会在高速旋转时产生强磁场、也能引发快中子捕获过程,这些才是大多数重元素的真正来源。此外研究人员也确定,小于太阳质量8倍的恒星会产生碳、氮、氟以及比铁重的一半元素;超过太阳质量8倍的恒星在寿命尽头爆炸成超新星,产生碳到铁之间的元素,包括生命所需的氧和钙。

未来发现中子星碰撞的次数应该会比如今更加频繁,也许有机会再微调一点重元素产量,但再怎么增加都只是枝微末节。新论文发布在《天文物理期刊》(Astrophysical Journal)。

(首图来源:pixabay)

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