宇宙“报废”了一颗至少比太阳大八倍的恒星,给爱人带上了金戒指

在南半球船底座距离我们大约7500光年处,有一颗质量极其巨大的恒星,被命名为“海山二”,它是太阳系附近大型恒星中距离地球最近的一颗。在以往的人类观测历史中,海山二星有过数次大幅增亮然后又变暗的记录。 在1843年4月份的短暂期间,海山二星曾经是地球夜空中排行第二的亮星,亮度仅次于天狼星。

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据科学家观测,目前海山二星已经处于生命历程的晚期,它可能即将爆炸,但是没有人说得清楚是何时,也许是明年,也许是百万年后。

在宇宙的纪年中,这段时间几乎没有差别。海山二的质量在太阳的100倍以上,等待它的宿命是一场超无与伦比的超新星爆发。它将倾其所有的把自身制造的重原子洒向宇宙,其中就包括金原子。

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金原子?和爱人们在婚礼现场带上的金戒指有关系吗?

是的。

宇宙中百分之九十八的物质由氢原子和氦原子构成,虽然很多,但是和一百三十八亿年前宇宙大爆炸时期相比,已经变小了,那时候这两种原子几乎构成了宇宙的所有物质。

今天我们可以看到除了氢原子和氦原子之外,还包括氮原子、碳原子、氧原子、或者银原子、金原子等。它们显然是后来出现的,那么是什么造就了这些原子呢?

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答案就是热核聚变,一个用较小的原子核产生较大原子核的过程。原子核一旦生成,在离开诞生它们的火炉时,这些较重的原子核与那些被剥离氢原子核而独自做着自由运动的电子们结合到一起,诞生了这些新的更重的原子。

热核聚变反应能够发生的一个必要条件就是巨大的能量,恒星压倒一切的自身引力就是这种巨大能量的来源。恒星(包括我们的太阳)就是宇宙间一个个天然的热核聚变工厂,它们的引力将一切物质拉向核心,同时以巨大的压力挤压它们,凭借自然的力量在其内核将物质压缩以产生新的物质。

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地球上所有的重原子,生命所必需的所有重原子,包括所有构成我们身体的重原子,都是来自某颗恒星内部被创造出来的。从某种意义上说,我们抚摸自己的皮肤就是抚摸星尘,我们仰望星空其实是仰望来处。

海山二为什么会在一场爆炸中死亡?这就是原因。因为如果没有这种结束,构成我们的物质将无法释放。地球无法诞生,生命无法形成,宇宙中将只有氢原子和氦原子,被锁定在恒星内部。

然而,这还不全面。因为我们的太阳虽然也会在一场义无反顾的大爆炸中抛出它产生的各种原子,但没有金原子(或者说金原子少得可怜)。因为太阳的质量在宇宙中还是太小了,以至于它无法在合成碳原子以后继续聚变反应链条。

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这个任务只能交给比太阳质量更大的恒星了,用更大的引力形成更大的压力去完成碳原子以后的热核聚变反应。但这个过程到铁原子后就会停滞不前,因为铁是最稳定的原子,原子核比铁大的原子电荷量非常大,聚集起来也困难,以至于合成过程中能量的输入大于能量输出。

换句话说,当恒星的中心被铁占据,那么恒星就末日来临了,因为不能再提供核聚变产生的向外扩张的能量。失去支撑的恒星会迅速的垮塌,在自身引力的拉扯下,无可奈何地落向中心,使得中心更加致密,直到核聚变再次被点燃。但这次的核聚变发生的场所离表面更近,以至于扩张能量超过引力将恒星表面推开。

我们从外面看来,仿佛恒星报复性地反弹膨胀,形成璀璨的爆发——超新星爆发。

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在超新星爆发前夕,恒星中心极为致密。大量的质子和电子结合变为中子,创造了富含中子的环境。在这种情况下,铁和比铁更重的原子核可以迅速地获得中子,提升核子数,变成很重的原子核,再通过衰变,形成更高序数的原子。

银原子、金原子,就这么历经波折,诞生了,与超新星爆发的同时一起喷向太空。在宇宙中毁灭伴随着新生,金原子和其他原子一起重新凝聚,形成了新的天体,其中就有我们的地球。在地球上,我们挖出了金矿,我们还赋予它货币的属性,以及对爱情的象征。

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经过科学家计算,要满足金原子诞生的条件,这颗恒星的质量至少要达到太阳的八倍以上。

这就是宇宙制造奢侈品的代价。

用心感受一下戴在手指上的金戒指吧,默默的对那颗已经爆发于几十亿年前的恒星说一声“谢谢”。


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