為什麼已知宇宙中有這麼多黃金？

宇宙中，或者至少在我們居住的地區，有太多的黃金。 也許這不是問題，因為我們非常看重黃金。 問題是，沒有人知道它從哪裡來。 這引起了科學家的興趣。

由於地球在形成時是熔化的， 當時我們星球上幾乎所有的黃金可能都陷入了星球的核心。 因此，推測大部分黃金被發現於 地球的地殼 大約 4 億年前，在晚期猛烈轟炸期間，地幔被小行星撞擊帶到了地球。

關於普日克拉德 南非威特沃特斯蘭德盆地的金礦，已知最豐富的資源 地球上的黃金， 屬性。 然而，這種情況目前受到質疑。 威特沃特斯蘭德的含金岩石 (1) 在撞擊發生前 700 至 950 億年間堆積 弗里德堡隕石。 無論如何，這很可能是另一種外部影響。 即使我們假設在貝殼中發現的黃金來自內部，它也一定來自內部的某個地方。

1. 南非威特沃特斯蘭德盆地的含金岩石。

那麼我們所有的黃金而不是我們自己的黃金最初是從哪裡來的呢？ 關於超新星爆炸的威力如此之大以至於恆星會倒塌，還有其他幾種理論。 不幸的是，即使是這樣奇怪的現像也不能解釋問題。

這意味著這是不可能做到的，儘管煉金術士多年前就嘗試過。 得到 閃亮的金屬90 個質子和 126 到 XNUMX 個中子必須結合在一起才能形成均勻的原子核。 這 。 這種合併的發生頻率不夠高，或者至少在我們鄰近的宇宙附近沒有發生，無法解釋它。 巨大的黃金財富我們在地球上和里面都可以找到。 新的研究表明，最常見的黃金起源理論，即中子星碰撞 (2) 也沒有為其內容問題提供詳盡的答案。

黃金會掉進黑洞

現在已知的是 最重的元素 當恆星中的原子核捕獲分子時形成 中子。 對於大多數老恆星來說，包括那些在 矮星系 從這項研究中，這個過程很快，因此被稱為“r-process”，其中“r”代表“快速”。 理論上有兩個指定的地方可以進行該過程。 第一個潛在的焦點是產生大磁場的超新星爆炸——磁旋超新星。 第二個是加入或碰撞 兩顆中子星.

查看生產情況 星系中的重元素 總的來說，加州理工學院的科學家近年來研究了幾種 最近的矮星系 從 凱克望遠鏡 位於夏威夷莫納克亞山。 他們想看看星系中最重的元素何時以及如何形成。 這些研究的結果為矮星系中過程的主要來源是在相對較長的時間尺度上出現的論點提供了新的證據。 這意味著重元素是在宇宙歷史的後期產生的。 由於磁旋轉超新星被認為是早期宇宙的一種現象，重元素產生的滯後表明中子星碰撞是其主要來源。

重元素的光譜跡象2017年170817月，在中子星並合事件GW3被確認為中子星並合後，電磁天文台觀測到了包括黃金在內的金元素。 目前的天體物理模型表明，單個中子星合併事件會產生 13 到 XNUMX 質量的金。 比地球上所有的黃金還要多.

中子星碰撞產生黃金，因為它們將質子和中子結合成原子核，然後將產生的重核噴射到 空間。 類似的過程可能會在超新星爆炸期間發生，此外還可以提供所需數量的黃金。 英國赫特福德郡大學的天體物理學家、該主題最新研究的主要作者Chiaki Kobayashi (3) 告訴《生命科學》雜誌：“但是質量大到足以在這樣的噴發中產生黃金的恆星會變成黑洞。” 因此，在正常的超新星中，金即使形成了，也會被吸入黑洞。

3. Chiaki Kobayashi，赫特福德郡大學

那些奇怪的超新星呢？ 這種類型的恆星爆炸，即所謂的 超新星磁轉，一顆非常罕見的超新星。 垂死之星 他在裡面旋轉得很快並且被它包圍 強磁場爆炸時它會自行翻滾。 當它死亡時，恆星會向太空釋放白色的熱物質射流。 由於恆星被翻轉了，它的噴流充滿了金色的核心。 即使現在，由星星組成的黃金仍然是一種罕見的現象。 更罕見的是能夠創造黃金並將其發射到太空的恆星。

然而，研究人員表示，即使是中子星和磁旋轉超新星的碰撞也無法解釋地球上如此豐富的黃金從何而來。 “中子星合併還不夠，”他說。 小林。 “不幸的是，即使添加了第二個潛在的黃金來源，這個計算也是錯誤的。”

很難準確確定多久一次 微小的中子星，它們是古代超新星的非常密集的殘餘物，相互碰撞。 但這可能並不常見。 科學家只觀察到過一次這種現象。 據估計，它們碰撞的頻率不足以產生所發現的黃金。 這是這位女士的結論 小林 和他的同事，他們於 2020 年 XNUMX 月在《天體物理學雜誌》上發表了該論文。 這並不是科學家第一次發現此類發現，但他的團隊收集了創紀錄數量的研究數據。

有趣的是，作者詳細解釋了 宇宙中發現的較輕元素​​的數量，例如碳 ¹²C、也比金重，例如鈾 ²³⁸U. 在他們的模型中，鍶等元素的數量可以用中子星的碰撞來解釋，而銪則可以用磁旋超新星的活動來解釋。 這些是科學家們過去難以解釋它們在太空中出現的比例的元素，但黃金，或者更確切地說，它的數量，仍然是一個謎。