地球上的黃金由於其有限性而價格昂貴,自古以來,人們喜歡收藏黃金、佩戴黃金並以黃金為貨幣來進行流通。 那麼,宇宙中的黃金多嗎?
地球上的金元素很少,原因之一是因為宇宙中的金元素本來就少。 和碳或鐵是恆星核融合反應的產物不同,金元素必須經由更劇烈的事件產生,如伽瑪射線爆發。
哈佛史密松恩天文物理中心Edo Berger等天文學家在前陣子觀測到一起短時伽瑪射線爆發(gamma-ray burst,GRB)事件,GRB 130603B。
根據資料,Berger等人認為這起事件是兩顆中子星互撞所造成的,而且Berger等人在持續數天的爆炸光輝中發現有大量重元素產生的特徵,其中包含金元素,顯見這場中子星 互撞而引發的GRB爆炸事件製造並拋出了許多重元素;Berger等人估算其中金元素的含量,約相當於10倍月球質量之多。
伽瑪射線爆發是能量極高的一種劇烈爆發事件,釋出能量非常高的伽瑪射線,因此即使在很遠的地方,都能觀測到GRB爆發的光。 GRB 130603B發生在距離地球約39億光年遠的地方,為迄今離地球最近的GRB事件之一。
基本上,按照伽瑪射線閃光持續的時間長短,GRB可區分為長時(long)和短時(short)兩種。 GRB 130603B是由美國航太總署(NASA)的史威福衛星(Swift)於2013/6/3偵測到的,其GRB閃光僅持續了0.2秒。 因此被歸類為短時GRB。
雖然伽瑪射線閃光本身消失得很快,不過GRB 130603B爆炸之後主要落在紅外波段的光輝卻消退得很慢。 其亮度和行為模式與典型的「餘暉(afterglow)」不同,不是爆炸產生的高速粒子噴流撞進周邊環境中所引發的光,而是來自奇特的放射性元素。
中子星互撞而引發爆炸的過程中,向外拋出的物質富含中子,因此可製造出放射性元素;當這些放射性元素開始衰變時會輻射出光,且主要是紅外光—這和Berger等人 的觀測結果完全相符!
Berger等人估算這場GRB事件中,被拋出物質的總質量相當於0.01太陽質量,其中一部份是金。
將這樣單一短時GRB事件製造的金元素含量,與宇宙中隨時間發生的短時GRB事件數量兩種資料綜合之後,Berger等人認為全宇宙中的金元素可能全都來自中子星互撞引發的伽 瑪射線爆發事件。
中國曾發現黃金巨新星
伽瑪射線暴是宇宙中最劇烈的爆炸,也是目前天文學中最活躍的研究領域之一。 中國科學院紫金山天文台16日通報,以該台為首的一個科研團隊重新系統分析了伽瑪暴GRB060614的公開觀測數據,並在其中首次發現了巨新星信號。
這是科學家第二次在宇宙範圍內發現巨新星信號,為揭示宇宙中超重元素的起源提供了新線索。 GRB060614也成為宇宙中一處新發現的黃金、白銀等貴重金屬“製造廠”。
該科研團隊成員、中科院紫金山天文台副研究員金志平向記者介紹,宇宙中比鐵更重的超鐵元素,例如稀有重金屬金、銀等,無法在恆星內部產生,因此超鐵元素的產生機制與 場所,是當前核天體物理研究中的重大前沿課題之一。
1998年有科學家提出,中子星碰撞會產生一類新的爆發現象——巨新星,其亮度達到太陽的一億倍。 一旦這樣的巨新星被看到,就意味著發現了超鐵元素的起源地。
2013年,科研人員首次在新發現的一個伽瑪暴GRB130603B中找到這類巨新星的信號,而在此次研究中,科研人員將伽瑪暴的光度變化對比理論研究,又在GRB060614中發現一 顆新的巨新星。
該研究首次為科學界揭開了伽瑪暴“長短暴”起源之謎。 此前科學家們普遍認為,大部分伽瑪暴持續的時間在0.1秒到1000秒之間,持續時間長於2秒的稱為長暴,短於2秒的為短暴,然而在2006年,人們觀測 到兩個伽瑪射線暴,它們除時間特徵屬於長暴外,其他各種特徵都和短暴類似,這給伽瑪暴分類造成混亂,其起源也引起激烈爭議,有人乾脆將其模棱兩可地命名 為“長短暴”,GRB060614就是其中之一。
此次研究第一次在“長短暴”中發現了巨新星信號,更加細緻的分析還表明,這次事件很可能不是來自兩個中子星的碰撞,而是來自一個中子星和一個黑洞的碰撞。 這些特徵與短暴相符,這說明“長短暴”本質上屬於短暴,都是超鐵元素合成的場所。
這項研究由中國科學院紫金山天文台6位研究人員、以色列希伯來大學2位研究人員和意大利國立天體物理研究所的1位研究人員共同完成。 近日該研究成果已由《自然通訊》正式發表。
宇宙中有沒有一個黃金星球?
宇宙中的星球不外乎有兩種,一種就像我們生活的地球,是由岩石構成的。 另一種就像太陽,是由氫氣和氦氣濃縮而成的。
然而,最近科學家們在宇宙中又發現了一種奇怪的黃金星球。
1985年,由美國和歐洲共同體聯合發射的一顆國際紫外線探測衛星探測到一顆黃金含量很高的星體。 它位於雙子座以東、獅子座以西的巨蟹座中,叫巨蟹K星。 這顆星離我們居住的地球17.5億光年,大小為太陽的3倍。 科學家們推測,僅在它的表面就有黃金1000億噸以上,是地球上黃金含量的100多萬倍。
如果說這顆巨蟹K星離地球實在太遠,人類暫時無法達到,那麼太陽這顆星體算是離地球最近的星球中,含有黃金最多的了。 埃及開羅大學物理學家納赫德•尤謝夫根據光譜資料計算機發現,在太陽表面每萬億個氮原子中就有一個金原子。 這樣推算,預計太陽中黃金總量可達1萬萬億噸。
同時,天文學家在離地球2000萬公里的地方,還發現了一顆繞著太陽運轉的小行星,這顆小行星被命名為“1986DA”,它寬約1.2公里,形狀同罐頭火腿非常相似, 但是這個“金罐頭”上面可是蘊藏了1萬噸白金和10萬噸黃金的哦!
原來,為了捺索宇宙中的奧秘,在十幾年前,美國航空與字宙航行局,發射了一顆名叫國際紫外線的探測衛星。 這顆衛星上袋有特殊設備,可以觀測星球的短波紫外線輻射,並把拍到的照片發回地球。 當天文學家檢查衛星拍照到的一顆距離地域175光年遠的星球的光譜時,發現了一條極其黑的線,它位於光譜上代表黃金的位置上。 這意味著這顆星的表層是由大量的黃金構成的,大約有一千億噸。 科學家們十分驚訝,因為他們以前還從未見過一個星球的表面是由黃金構成的,所以就把這個星球叫做“黃金星球”。
據美國國家地理網站報導,長期以來人們便已經知道星球上的一些貴金屬,包括金和銀,都源自於超新星的爆發,然而這些金屬元素的確切起源過程一直是一個未解之謎.現在, 一項新的研究為這一謎團的解開提供了線索.大部分的輕元素,包括氫和氦,都是在大爆炸中形成的,而更重一些的元素,如碳和氧,則是 在恆星內部通過核聚變的方式形成的.然而那些稀有的重金屬,如金和銀,則需要最極端的恆星環境才能形成,它們只有在大質量恆星發生毀滅,即超新星爆發時才能產生。
德國海德堡大學天文學家卡米拉·漢森(Camilla Hansen)說,當這些巨無霸恆星毀滅時,它們將新的物質散播入太空,這就是星球上大部分重金屬物質的來源。
為了明確的確定銀究竟是如何產生的,漢森的小組使用計算機模型,並對超過70顆大質量恆星進行了觀測.該小組對恆星的光譜進行了分析以確定其化學組成.漢森表示: “每種化學元素的豐度直接和其在光譜中顯示的譜線強度有關,這一點又和恆星的溫度有關。”
研究表明銀元素產生的恆星質量應當稍小於產生金元素的恆星,並且兩者產生的核聚變機製完全不同,銀是在一種相對較為微弱的“r過程”中產生的。
但不管怎麼說,黃金在宇宙範圍內也不是遍地都有的,所以,我們的地球簡直是一塊福地了。