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0024 它来自外星空

    中子捕获过程分为两种类型:“慢中子捕获过程”——或称为s过程,和r过程。人们对s过程的理解已经相当透彻,但他们对r过程仍有重大疑问。天体物理学家对r过程有很充分的理论理解,但直到直接观测到r过程,在一次千新星爆炸的残骸中发现了锶。

    千新星是一类发生于双致密天体(如双中子星,中子星与黑洞)并合过程中的暂现天文事件。由于在合并过程中产生各向同性的物质抛射和重的r-过程元素的放射性衰变,千新星被认为可以发出短伽玛射线暴和强电磁辐射。

    “快中子捕获”使得原子核捕获中子的速度快于中子衰变的速度,从而产生重元素。r过程始于比铁轻的元素,在一个有大量中子和能量的环境中,这些较轻的元素可以捕获中子,因为它们是中性的,不带电荷。当一个原子捕获一个中子时,它释放出一个电子,将这个中子转换成一个质子。这样就提高了原子序数,将较轻的元素变成较重的元素。

    这些较重的元素——包括珍贵的金——很少在恒星中被发现,因为促进r过程的天体物理学环境非常罕见。

    这需要非常高的能量集合条件,才能‘释放’出大量的自由中子,并将它们添加到原子核中。但并不存在许多种环境能使这种过程发生——也许只有两种。这种罕见性使得r过程的研究极具挑战性,也使得像金这样的较重元素变得稀有——这就是黄金星成为黄金标准的原因。

    中子星合并和由此产生的千新星爆炸是促进r过程的环境之一,另一种环境是大质量恒星的超新星爆炸。确定可以发生r过程的天体物理环境对理解r过程至关重要。

    认识到r过程可以在哪里发生,这是向前迈出的重要一步。然而‘那次r过程事件中到底发生了什么,又形成了什么呢?’——这才是星空人们研究的切入点。

    黄金星并不能产生它所包含的所有重元素——它们在宇宙早期产生,通过超新星或千新星爆炸扩散到太空中,然后被另一代恒星形成时吸收。

    有人知道,r过程是恒星及其残余物产生原子序数大于30的重元素的主要方式之一。r过程发生在中子星合并和由此产生的千新星爆炸中。但仍有一些悬而未决的问题存在了很长一段时间,比如它能产生哪些元素?

    但黄金星原本可能不是银河系的一部分,而是在过去某时刻被银河系捕获的。

    现在,已经确定了这颗含有r过程元素的明亮恒星,它可以作为超新星和千新星爆炸产物的标志物。当

    对于人类来说,黄金总是具有某种神秘感——它是独特的物质,经常出现在全球各种神话中,黄金已经俨然成为了世界的灵魂。

    那些对黄金的信仰现在都随时间流逝了,而取代它们的科学更令人着迷。

    古人永远不会想到他们的神话会被科学所取代,也不会想到恒星会爆炸并产生金和其他元素。

    他们永远也想象不出能在山顶上架设巨大的望远镜,眺望遥远的太空。

    他们永远不会想到星空高手可以通过分析恒星的光来确定它们含有黄金。

    他们永远也猜不到仅仅是中阳就含有2.5万亿吨黄金。