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地球重金屬部分來源于中子星碰撞

發布時間 :2020-01-31 07:45:31 瀏覽次數 :

我們的地球是個有著多種元素的星體,元素周期表上絕大多數元素都可以在地球上找到,雖然重金屬元素比較稀少,但是那是宇宙中星體的普遍現象,而地球所擁有的豐富元素種類也告訴我們,地球乃至太陽系的形成,很可能并非一顆恒星的超新星爆發事件提供了物質基礎,也可能由la型超新星爆發和中子星碰撞等事件提供了物質基礎。

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地球誕生至今大約已經過去了46億年,而太陽誕生至今大概過去了約50億年,先前恒星爆發的身體殘骸已經難覓蹤跡,它有可能形成了中子星,白矮星或者黑洞,但是只要它有著一個向著某個方向的初始速度,那么50億年的時間足夠它跑得十分遙遠,我們看不到原先的星體殘骸也就是很正常的啦。

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但是太陽系中的重金屬元素豐度也告訴我們,形成白矮星的恒星和一般情況下的超新星爆發都很難造就這么高的重金屬元素豐度,重金屬元素的種類也不可能這么多,所以我們太陽系也很有可能使la型超新星爆發或者中子星碰撞形成的,la型超新星爆發是由白矮星的質量達到錢德拉-塞卡上限之后發生的,這樣的超新星爆發并不會形成中子星或者黑洞那樣的殘骸,而是于爆炸中灰飛煙滅,但是卻能造成大量的重元素,比較符合太陽系中的重金屬元素豐度。

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相對于超新星爆發而言,中子星碰撞可以產生更高的溫度,因此也可以制造更多的重元素,也比較符合太陽系中的重金屬元素豐度。

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就在本周,美國哥倫比亞大學的紹博爾奇.瑪卡和佛羅里達大學的伊穆雷.巴爾托什兩位天文學家在科學雜志《自然》上發表了一篇論文。該論文就認為中子星合并是我們地球上多種重金屬最可能的來源,兩位科學家研究發現地球上的部分重金屬只能由中子星碰撞(最高溫度可達3000億攝氏度左右)形成,并且通過不同地層重金屬豐度推斷認為有一次中子星碰撞事件發生在太陽系形成之前大約8000萬年,事件造就了大量的重元素,飛濺出來的物質成為了太陽系的部分原始物質,地球上大約0.3%的重元素包括金、鉑和鈾等就是來自這次事件。巴爾托什還認為 “它為我們太陽系的起源和組成過程提供了明確的亮點”,因此該事件也與太陽系的起源和形成有關。

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不過相比于單次的超新星爆發或者la型超新星爆發,以及中子星碰撞事件來看,多次這樣的事件似乎更符合太陽系的物質形成條件,因為太陽系中重元素很齊全,而且也有大量的氫和氦元素,它們大多形成于宇宙之初,是太陽等恒星之所以可以核聚變的基礎。

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