金在元素周期表中編號(hào)79,由它構(gòu)成的單質(zhì)就是被稱為天然貨幣的黃金。美國研究人員說,地球上所有金子可能都是中子星碰撞爆炸的產(chǎn)物。
金子不僅在地球上罕見,在宇宙中同樣罕見??茖W(xué)家此前已知道,恒星內(nèi)部的聚變反應(yīng)可產(chǎn)生碳與氧等輕元素,卻無法產(chǎn)生金這樣的重元素。依據(jù)先前科學(xué)界的理論,這些重金屬元素可能同樣來自于超新星爆發(fā)。然而,這種理論無法解釋這些元素在太陽系中的存量。美國哈佛—史密森天體物理學(xué)中心一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)借助地面和太空望遠(yuǎn)鏡觀測,認(rèn)定金、鉑等重金屬元素來源于中子星碰撞。
中子星由末期恒星崩潰、爆炸后形成,在超強(qiáng)引力作用下,原子被擠壓并破碎,從而形成一種密度巨大的星體。在某些特殊情況下,兩顆中子星會(huì)結(jié)伴運(yùn)行并且相互靠近,最終發(fā)生“慘烈”碰撞,產(chǎn)生伽馬射線暴。
今年6月3日,研究人員借助美國航空航天局SWIFT空間望遠(yuǎn)鏡捕捉到兩顆中子星碰撞產(chǎn)生的伽馬射線暴。它來源于距離地球大約39億光年的宇宙空間,僅持續(xù)0.2秒左右,但其紅外線余暉卻持續(xù)數(shù)天時(shí)間。
經(jīng)過分析,研究人員認(rèn)定這些余暉來自于中子星碰撞后產(chǎn)生的大量重金屬元素。
這項(xiàng)研究的第一作者埃多·貝格爾說,“這是首次觀測到這種余暉,以及碰撞如何產(chǎn)生重元素”。
據(jù)介紹,在銀河系中,兩顆中子星的碰撞幾率為平均每10萬年發(fā)生一次。每次約有1%的質(zhì)量會(huì)轉(zhuǎn)變成重元素,其中只有一小部分是金子。貝格爾估計(jì),最新觀測到的這次碰撞所產(chǎn)生的金子可能相當(dāng)于10個(gè)月球之多。
結(jié)合宇宙大爆炸以來可能發(fā)生的中子星碰撞爆炸數(shù)量以及一次伽馬射線暴可能產(chǎn)生的金子數(shù)量,研究人員發(fā)現(xiàn),宇宙中的金子可能全部來自這種伽馬射線暴。貝格爾說:“我們的珠寶都是恒星碰撞的產(chǎn)物。”人們佩戴金飾其實(shí)是“戴著一小塊宇宙碎片走來走去”。
在碰撞之初,金只是以原子形態(tài)出現(xiàn),像原子霧一樣在星系間飄蕩??茖W(xué)界推測,在地球形成早期,外來小型星體不斷“轟炸”地球表面,把金原子帶到地球。數(shù)十億年來,地球地理狀況不斷變化,加之金元素本身屬于惰性元素,不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),因而逐漸形成固態(tài)單質(zhì)黃金。
美國卡內(nèi)基學(xué)會(huì)礦物學(xué)學(xué)者羅伯特·黑曾告訴《華盛頓郵報(bào)》記者:“這是一個(gè)‘蒸餾’過程,那就是行星所做的事情。”
黑曾說,大部分金元素集中在地球內(nèi)核。一些學(xué)者大膽猜測,在地球最深處,有一個(gè)純金內(nèi)核。不過,這一猜測尚未得到可信證據(jù)佐證。(新華社)