宇宙“報廢”了一顆至少比太陽大八倍的恆星,給愛人帶上了金戒指

在南半球船底座距離我們大約7500光年處,有一顆質量極其巨大的恆星,被命名為“海山二”,它是太陽系附近大型恆星中距離地球最近的一顆。在以往的人類觀測歷史中,海山二星有過數次大幅增亮然後又變暗的記錄。 在1843年4月份的短暫期間,海山二星曾經是地球夜空中排行第二的亮星,亮度僅次於天狼星。

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據科學家觀測,目前海山二星已經處於生命歷程的晚期,它可能即將爆炸,但是沒有人說得清楚是何時,也許是明年,也許是百萬年後。

在宇宙的紀年中,這段時間幾乎沒有差別。海山二的質量在太陽的100倍以上,等待它的宿命是一場超無與倫比的超新星爆發。它將傾其所有的把自身製造的重原子灑向宇宙,其中就包括金原子。

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金原子?和愛人們在婚禮現場帶上的金戒指有關係嗎?

是的。

宇宙中百分之九十八的物質由氫原子和氦原子構成,雖然很多,但是和一百三十八億年前宇宙大爆炸時期相比,已經變小了,那時候這兩種原子幾乎構成了宇宙的所有物質。

今天我們可以看到除了氫原子和氦原子之外,還包括氮原子、碳原子、氧原子、或者銀原子、金原子等。它們顯然是後來出現的,那麼是什麼造就了這些原子呢?

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答案就是熱核聚變,一個用較小的原子核產生較大原子核的過程。原子核一旦生成,在離開誕生它們的火爐時,這些較重的原子核與那些被剝離氫原子核而獨自做著自由運動的電子們結合到一起,誕生了這些新的更重的原子。

熱核聚變反應能夠發生的一個必要條件就是巨大的能量,恆星壓倒一切的自身引力就是這種巨大能量的來源。恆星(包括我們的太陽)就是宇宙間一個個天然的熱核聚變工廠,它們的引力將一切物質拉向核心,同時以巨大的壓力擠壓它們,憑藉自然的力量在其內核將物質壓縮以產生新的物質。

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地球上所有的重原子,生命所必需的所有重原子,包括所有構成我們身體的重原子,都是來自某顆恆星內部被創造出來的。從某種意義上說,我們撫摸自己的皮膚就是撫摸星塵,我們仰望星空其實是仰望來處。

海山二為什麼會在一場爆炸中死亡?這就是原因。因為如果沒有這種結束,構成我們的物質將無法釋放。地球無法誕生,生命無法形成,宇宙中將只有氫原子和氦原子,被鎖定在恆星內部。

然而,這還不全面。因為我們的太陽雖然也會在一場義無反顧的大爆炸中拋出它產生的各種原子,但沒有金原子(或者說金原子少得可憐)。因為太陽的質量在宇宙中還是太小了,以至於它無法在合成碳原子以後繼續聚變反應鏈條。

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這個任務只能交給比太陽質量更大的恆星了,用更大的引力形成更大的壓力去完成碳原子以後的熱核聚變反應。但這個過程到鐵原子後就會停滯不前,因為鐵是最穩定的原子,原子核比鐵大的原子電荷量非常大,聚集起來也困難,以至於合成過程中能量的輸入大於能量輸出。

換句話說,當恆星的中心被鐵佔據,那麼恆星就末日來臨了,因為不能再提供核聚變產生的向外擴張的能量。失去支撐的恆星會迅速的垮塌,在自身引力的拉扯下,無可奈何地落向中心,使得中心更加緻密,直到核聚變再次被點燃。但這次的核聚變發生的場所離表面更近,以至於擴張能量超過引力將恆星表面推開。

我們從外面看來,彷彿恆星報復性地反彈膨脹,形成璀璨的爆發——超新星爆發。

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在超新星爆發前夕,恆星中心極為緻密。大量的質子和電子結合變為中子,創造了富含中子的環境。在這種情況下,鐵和比鐵更重的原子核可以迅速地獲得中子,提升核子數,變成很重的原子核,再通過衰變,形成更高序數的原子。

銀原子、金原子,就這麼歷經波折,誕生了,與超新星爆發的同時一起噴向太空。在宇宙中毀滅伴隨著新生,金原子和其他原子一起重新凝聚,形成了新的天體,其中就有我們的地球。在地球上,我們挖出了金礦,我們還賦予它貨幣的屬性,以及對愛情的象徵。

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經過科學家計算,要滿足金原子誕生的條件,這顆恆星的質量至少要達到太陽的八倍以上。

這就是宇宙製造奢侈品的代價。

用心感受一下戴在手指上的金戒指吧,默默的對那顆已經爆發於幾十億年前的恆星說一聲“謝謝”。


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