盡管元素周期表已經(jīng)誕生150年,人們?nèi)匀徊涣私夂芏嘤钪嬷卦厥侨绾伪粍?chuàng)造出來的,包括黃金、白金以及便攜式電子產(chǎn)品中的稀土元素。據(jù)美國太空網(wǎng)9日?qǐng)?bào)道的一項(xiàng)最新研究稱,絕大部分宇宙中的金、鈾和其他重元素,都是由迅速旋轉(zhuǎn)的坍縮恒星產(chǎn)生的。
宇宙中三種最輕的元素——氫、氦和鋰,都誕生于宇宙的最早時(shí)刻,即大爆炸后僅一分鐘左右,而元素周期表上的鐵元素大部分都是在恒星的核心形成的。但是,周期表中比鐵更重的元素(如金和鈾)的形成方式一直是個(gè)謎。
先前的研究提出了一個(gè)關(guān)鍵線索:“r-過程”,或稱為快中子捕獲過程,是在核心發(fā)生塌縮的超新星中創(chuàng)造富含中子且比鐵重的元素的過程。
2017年,借助激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)和“處女座”(Virgo)引力波探測器探測到的“漣漪”,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了中子星之間的碰撞。引力波的發(fā)現(xiàn)使研究人員認(rèn)為,大多數(shù)“r-過程”元素都是在中子星合并的物質(zhì)繭中形成的。
由此,以加拿大圓周理論物理研究所科學(xué)家為首的團(tuán)隊(duì),開發(fā)了一種計(jì)算機(jī)模擬的吸積盤(由彌散物質(zhì)組成的、圍繞中心體轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu),常見于繞恒星運(yùn)動(dòng)的盤狀結(jié)構(gòu)),并預(yù)測了可能會(huì)形成的塌縮。他們發(fā)現(xiàn),在這些吸積盤中,很多物質(zhì)都圍繞著新生的黑洞進(jìn)行了圓形化。
研究人員表示,這些物質(zhì)令人難以置信地?zé)崆颐?,在最?nèi)部區(qū)域,產(chǎn)生了“形成重元素如金和鉑金所需的初始條件”。研究認(rèn)為,坍縮物應(yīng)該產(chǎn)生了至少80%的重元素含量,而近20%來自中子星合并。
團(tuán)隊(duì)希望未來能進(jìn)一步研究元素是如何在其他類型的吸積盤中產(chǎn)生的,例如強(qiáng)磁化恒星產(chǎn)生的超新星,進(jìn)而厘清宇宙中的化學(xué)進(jìn)化和星系“組裝”問題。(張夢然)
關(guān)鍵詞: 宇宙重元素