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德研究称不同超新星爆发导致地球银多金少

发布时间:2020-09-07 09:55:46

据美国国家地理网站报道,长期以来人们便已经知道地球上的一些贵金属,包括金和银,都源自于超新星的爆发,然而这些金属元素的确切起源过程一直是一个未解之谜。现在,一项新的研究为这一谜团的解开提供了线索。大部分的轻元素,包括氢和氦,都是在大爆炸中形成的,而更重一些的元素,如碳和氧,则是在恒星内部通过核聚变的方式形成的。然而那些稀有的重金属,如金和银,则需要最极端的恒星环境才能形成,它们只有在大质量恒星发生毁灭,即超新星爆发时才能产生。
 
德国海德堡大学天文学家卡米拉·汉森(Camilla Hansen)说,当这些巨无霸恒星毁灭时,它们将新的物质散播入太空,这就是地球上大部分重金属物质的来源。
 
为了明确的确定银究竟是如何产生的,汉森的小组使用计算机模型,并对超过70颗大质量恒星进行了观测。该小组对恒星的光谱进行了分析以确定其化学组成。汉森表示:“每种化学元素的丰度直接和其在光谱中显示的谱线强度有关,这一点又和恒星的温度有关。”
 
研究表明银元素产生的恒星质量应当稍小于产生金元素的恒星,并且两者产生的核聚变机制完全不同,银是在一种相对较为微弱的“r过程”中产生的。
 
宇宙尺度的不对称?
 
这一发现让研究小组得以圈定出不同质量的恒星可以产生金属种类的极限。汉森表示:“具有8~9倍太阳质量的恒星在其生命终了时会形成微弱的小质量超新星爆发,在此过程中只能形成原子量小于钯和银的元素,却无法形成更重的元素。”另外,她说:“看上去似乎这种微弱的r过程可以和远比我们之前认为质量小得多的超新星爆发事件相联系。”
 
因此,即便一颗恒星在爆发时释放出来的金属量较小,可能仅有该恒星原始质量的10亿分之一。然而这种可以产生银的超新星却要比可以产生金的更大质量的恒星数量更多。这种宇宙尺度的不对称可以帮助我们解释在地球上为何银的储量要远远大于金的原因。


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