新模型推翻理論，黃金主要起源不是中子星碰撞

皇帝 | 2020-9-17 11:19:48

1樓

宇宙黃金的起源可能又要顛覆以前假設了，最新星系演化分析發現，中子星碰撞並不會產生先前假定的化學元素，當前模型也無法解釋宇宙中的黃金量。

大爆炸產生了宇宙中所有氫，也產生許多氦和鋰──就沒了，其餘元素都是在恆星內部的核反應過程形成，隨著恆星衰老、內部溫度升高，核反應產生越來越重的元素，並於恆星生命最後階段經歷爆炸釋放到太空，可以說恆星就是製造新元素的巨大壓力鍋。

一般認為，比鐵重的元素（比如釷、鈾）有一半以上都形成自雙中子星碰撞的快中子捕獲過程（R-過程），並且直到 2017 年科學家才首度透過重力波證實，當時有科學家估計，這次雙中子星碰撞事件 GW170817 在短短 1 秒鐘內產生了 50 個地球質量的銀、100 個地球質量的黃金，以及 500 個地球質量的鉑金（俗稱白金）。

然而根據澳洲天文機構 ASTRO 3-D 團隊的最新分析，中子星合併事件產生黃金的能力被高估了。根據新的星系化學演化模型，這些稀有的中子星碰撞帶來的銀產量過高，金產量卻不足，宇宙早期雙中子星合併頻率已經不夠高了，百億年後依然不夠，無法解釋大部分黃金來源。

相反地，宇宙中另一種不尋常的超新星會在高速旋轉時產生強磁場、也能引發快中子捕獲過程，這些才是大多數重元素的真正來源。此外研究人員也確定，小於太陽質量 8 倍的恆星會產生碳、氮、氟以及比鐵重的一半元素；超過太陽質量 8 倍的恆星在壽命盡頭爆炸成超新星，產生碳到鐵之間的元素，包括生命所需的氧和鈣。

未來發現中子星碰撞的次數應該會比如今更加頻繁，也許有機會再微調一點重元素產量，但再怎麼增加都只是枝微末節。新論文發表在《天文物理期刊》（Astrophysical Journal）。