你佩戴的金银首饰从哪来？

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樓主

發表於 2016-5-25 07:09:48

金、银、铂。这些珍贵的金属元素究竟是从哪里产生的？最近，一项研究在宇宙中一个遥远的矮星系中找到了答案

针对距离地球大约10万光年的一个小型星系Reticulum II中的一些最明亮恒星的光谱分析结果显示这些恒星中含有大量所谓的“r-过程元素”。金、银、珀、铀和铅都属于所谓的“r-过程元素”，后者包括了所有原子量比铁更大的元素

你或者你爱人身上所佩戴的金属首饰实际上来自中子星之间的相撞，随后由小行星带来地球上

当一颗大质量恒星临近生命的终末，其内核部分在强大引力作用下发生塌缩，原子核的质子和电子被挤压结合，从而形成自然界中最神奇的现象之一——中子星

据英国《每日邮报》报道，下次当你佩戴首饰的时候，或许可以花点时间想想制作这些漂亮首饰的金属物质究竟是从什么地方来的？事实上，在元素周期表中的一些最珍贵的元素，比如金、银和珀等的来源问题，已经困扰科学家们超过60年时间。最近，一项研究在宇宙中一个遥远的矮星系中找到了答案。

　　针对距离地球大约10万光年的一个小型星系Reticulum II中的一些最明亮恒星的光谱分析结果显示这些恒星中含有大量所谓的“r-过程元素”（'r-process' elements）。金、银、珀、铀和铅都属于所谓的“r-过程元素”，后者包括了所有原子量比铁更大的元素。

　　所谓r-过程是指“快速中子捕获过程”。这一现象最早是在1957年由核物理学家们进行描述的。美国麻省理工学院物理学系教授安娜·弗莱贝尔（Anna Frebel）指出：“理解那些大原子量的r-过程元素是如何形成的，是核物理学中最困难的问题之一。”

　　尽管金、银和铂等元素的价值在很大程度上源自于它们在地球上的稀缺性，但实际上产生这些元素的核物理过程本身也非常特殊。它们是在物质极端高密度的中子星之间以极高速度相互碰撞的过程中产生的，随后逐渐跟随陨星物质等途径扩散到了地球上。

　　弗莱贝尔指出：“要想产生如此大质量的元素需要极高的能量，因此几乎不可能通过实验的方法制造出来。也就是说，产生黄金等元素的物理过程在地球上根本就不可能发生，因此我们只能在宇宙中的‘恒星实验室’里进行观察。”

　　近日，麻省理工学院科维理研究所的科学家们发现了一个特殊的星系，其中那些难以产生的大质量元素的丰度很高，这一点为科学家们提供了有关其中的恒星历史与星系演化的相关线索。

　　由于恒星自身并无法产生这些元素，在Reticulum II星系内部过去历史上肯定曾经发生过某些事件，从而在星系内部“播撒”了丰富的大质量元素物质，从而导致这一区域恒星成分中的大质量元素丰度异常偏高。这也暗示在过去，这里可能曾经发生过两颗中子星高速碰撞的事件。

　　这一发现也清楚表明了对恒星元素成分的研究如何可以帮助加深对星系演化历史的理解。这种做法被戏称为“恒星考古学”，它能够帮助天体物理学家们更好地了解早期宇宙中的很多事情。弗莱贝尔表示：“我认为这一发现打开了通过对单个恒星，甚至在一定程度上是对单一元素的研究，从而开展星系演化研究的大门。我们正在将非常小尺度上的恒星研究与非常大尺度上的星系研究相互结合在一起。”

　　恩里克·拉米雷兹-里兹（Enrico Ramirez-Ruiz）教授并未参与这项研究，他对此评价道：“我从事中子星合并方面的研究已经有一段时间了，因此我对于这一研究成果感到非常兴奋。这项研究确凿地证明了在这个特定的矮星系历史早期曾经发生过中子星的合并事件。我们也可以据此推断，类似的事件同样有可能曾经在其他许多的小型星系中发生过。中子星合并事件很有可能是宇宙中很大一部分贵金属，或者我们说的r-过程元素的来源。”

　　这就意味着你或者你爱人身上所佩戴的金属首饰实际上来自中子星之间的相撞，经过亿万年的旅程之后才来到地球。

　　事实上，你身上佩戴的黄金白银首饰基本上都是由小行星带来的。正如拉米雷兹-里兹教授说：“早期地球上所含有的绝大多数黄金都下沉到了地核，因为早期的地球处于熔融状态，较重的元素大量下沉。因此今天人类所能开采到的位于地表或者浅层地下的金银矿藏基本上都是由撞击地球的小行星所带来的。当然，这些金银物质本身并非是在小行星上形成的，那是高密度中子星碰撞的产物，这些元素被撒播宇宙星云之中，当星云逐渐冷凝形成小行星或行星时，这些稀有金属元素物质便被带到了地球上。