03.02 宇宙中有全是黃金的星球嗎?

長恨歌華清池


目前,被公認的觀點是,黃金是由中子星和地球地表碰撞所形成的一種物質,存在於形成地球的塵埃中。由於地球在形成時有熔融,幾乎所有存在於地球早期的黃金都沉入地球的核心。因此,地球上的地殼和地幔中的大部分黃金被認為是在晚期被重型轟炸期間的小行星撞擊後傳遞到地球的,大約在40億年前。

星系中的聚變反應能夠產生氧、氮等元素,但是卻很難產生像黃金這樣密度極高的元素,只有中子星這樣的巨大恆星爆炸才可能有如此密度超大的核心物質散發,才能夠產生黃金。引力波探測器和其他電磁觀測站已經觀測到來自中子星合併 GW170817事件的包括黃金在內的重元素的特徵。

但是,兩顆恆星碰撞,特別是中子星碰撞的概率非常低。從現有的數據來看,10萬年僅會有一次這樣的碰撞產生,而在這樣的碰撞中並不是所有的元素都會成為黃金,只有1%的元素會變成密度元素,這1%中只有一小部分會形成黃金。

國際著名天文學家貝格爾在最近發現了一次中子之間的碰撞,根據其碰撞產生的元素擴散計算得出,一次碰撞能夠產生的黃金數量大小約為是個月亮的體積。但是再擴散中,這些黃金落在一個星球上,形成一個全部是黃金的星球的概率是很小的。很多會在宇宙中漫無邊際的漂流下去。

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真有耶,巨蟹座K星就是。

好消息是這顆黃金星球很大,大小是太陽3倍,表面由黃金構成,據探測含金量超過1000億噸,遠遠超過地球的黃金儲量~

壞消息是離我們實在太遠了……大約2500光年,光速往返還要5000年,超越了全人類的壽命水平,望金興嘆~

但我們還是可以看到這顆星球的,就在巨蟹座~

黃金在地球上值錢,一方面是因為性質穩定,但最主要的還是因為稀有。

有一種說法是,地球上的黃金來自於攜帶了金元素的隕石,黃金根本就不是地球自產自銷的!

隕石撞擊地球后,在高溫當中融化,金元素密度大,重量重,下沉到地下,所以大部分黃金都在深深的地下難以開採。即便是少量的能為人類所得的黃金,也都是以遊離態存在,必須要經過冶煉提純一系列步驟才能得到。

雖然地球上的黃金稀少且不能自行合成,但在宇宙當中就不是這樣了。

一些科學家認為,黃金可以由中子星相撞爆炸之後產生,所以宇宙中有像巨蟹座k星這樣的黃金星球也就沒什麼奇怪的啦~

而且宇宙中還有很多其他值錢的星體:比如2015帶了巨量白金飛過地球的小行星。太陽系裡還有很多家裡有礦的小行星,據說有一顆小行星上的礦產價值近100萬億美元!!

希望我的回答能幫助到你,覺得有用的話就點個贊吧嘻嘻。


不吃腸的大腸


很多喜歡天文的朋友知道宇宙中存在已以形成鑽石的碳元素為主的星球,鑽石很貴重,黃金也很貴重,那麼宇宙中有黃金組成的星球嗎?


其實,宇宙中並不存在由一種元素組成的星球,但是卻存在以某些元素為主的星球,比如大多數剛形成的恆星,以及一些氣態巨行星,基本都是以氫元素為主,而有些白矮星則是以碳和氧元素為主,這樣的白矮星內部有一個極大的碳心,如果拿出來一部分,在常態下是可以形成鑽石的,因此這樣的白矮星也被稱為“鑽石星球”,那麼宇宙有沒有以黃金為主組成的星球呢?應該說這樣的球狀天體是不存在的,不過肯定存在以黃金為主的小行星。

分析宇宙中有沒有與黃金形成的星球,首先必須看黃金的形成過程。形成以碳元素為主的白矮星是由於原本的恆星的質量不夠大,當內部的核聚變進行到碳和氧元素的時候,就無法再進行下去了,之後恆星就漸漸熄滅,形成了內部以碳和氧元素為主的白矮星,但是黃金的形成卻完全不是這樣,通常它是在超新星爆發和中子星碰撞的時候形成的。



質量在太陽8~30倍的恆星,進入到主序星晚期的時候會發生超新星爆發,因為核聚變進行到了鐵元素的階段,由於鐵元素的聚變是吸收能量而不會釋放能量,因此在鐵元素形成的一瞬間,恆星內部向外的輻射壓就消失了,使恆星本身大量的物質在重力之下就開始急速地向內部坍縮,在一瞬間擠壓到恆星的核心,又造成了一種極端高溫高壓的情況,使得元素週期表上鐵以上的很多元素都可以在一瞬間聚變合成,其中也包括金元素,不過並非所有的超新星爆發都可以形成金元素,只有那些大質量的恆星發生足夠能量的超新星爆發的時候,內部才可以聚變成金元素。



更多的情況下,金元素是在中子星碰撞時期形成的,中子星碰撞可以產生比超新星爆發更高的溫度,元素週期表上大多數的重元素都可以在中子星碰撞的時候形成。


但是如上兩種形成金元素的途徑也說明超新星爆發和中子星碰撞時期形成的並非只有一種金元素,而是有很多種元素,在這兩種形成途徑中,只有在某些恆定的壓力和溫度之下,金元素才能佔到形成物的絕大多數。

而且金元素在形成的時候,還必須被拋灑到宇宙空間,才可以形成我們常見的黃金,因為如果在中子星上,那麼它將處於中子簡併態,1立方厘米這樣的物質可以重達1億噸。

當以金元素為主的形成物被超新星爆發或中子星碰撞的力量拋灑到宇宙經星際空間的時候,那麼它很快就會形成常態下的黃金,這時它實際上已經成為了小行星,在早期地球形成的時候,有一些這樣的“黃金小行星”來到了地球,參與到了地球的形成過程中,給地球帶來了黃金,由於金元素相對比較沉重,所以在熔岩狀態中會漸漸下沉,大部分都沉到了地核中,所以地質學家們認為地球上的黃金99%都在地核之中

也有地質學家通過一些地層證據發現,在地球剛形成的1~2億年中,曾經降落過歷時幾百萬年的“黃金雨”,都是降落到地球上的含金量較高的小行星帶來的,質量可達百億噸,但是這部分黃金也大都沉降到了地殼深處或者地幔中,只有一小部分在地殼淺層,我們如今能開採的黃金一部分就是來自於這次黃金雨。



有的朋友說在距離太陽系大約2500光年外,有一顆叫做巨蟹座K星恆星,體積為太陽的三倍,表面有大量黃金,或在千億噸以上,還認為它是由黃金組成的星球,其實這是很不靠譜的,巨蟹座k星基本可以確定是被虛構出來的一顆恆星,因為黃金不可能存在於恆星的表面,而且千億噸的含量對恆星來說可以說是微不足道,即便是我們地球上的黃金含量也在60萬億噸左右,一顆比地球上黃金含量還少的恆星,怎麼能說是黃金形成的星球呢?所以這很可能是一個沒有多少天文知識的人編造的假信息吧!

太陽也是一顆恆星其實太陽上的黃金含量就比我們的地球要多幾萬倍,只是這些黃金並不是太陽製造的,太陽本身並沒有製造黃金的能力,它上面的黃金其實也和我們地球上一樣,是通過補貨含金量比較高的小行星得到的。


人類的方向


宇宙中有沒有黃金組成的星球?

“自古黃金貴,猶沽駿與才”。自古以來黃金都是珍惜物質,就連“萬般皆下品”的讀書人也以它衡量學識含金量的高低。



據探測,地球上的黃金含量約為地球質量的1/億(地球質量是5.965×10²⁴kg),約有60萬億噸。但這些黃金大多在6000℃高溫的地核中,開採難度太大。地球上可開採的黃金僅14.26億噸,預計35年後全部開採完。


人類是十分渴望黃金的,除了它能讓人擁有財富,還具有極高的抗腐蝕性、抗高溫、導電性、導熱性,能100%反射紅外線,能製成超導體有機金…黃金的這些特殊性能在航天、通訊、醫療、化工等領域都有廣泛應用。

不過地球上的黃金很快就被開採完了,人類只好向茫茫宇宙中搜尋。

而黃金只有通過超新星爆炸的瞬間合成而來,沒有其它途徑。而超新星爆發十分罕有(人類觀測上不超10次),形成黃金的幾率自然更低,因此宇宙中的黃金丰度只有6/100億。



中子星的融合很可能會產生木星大小的黃金,而超新星爆發只能產生月球大小的黃金。然而不會形成純黃金星球,那些在爆炸中形成的重元素只會被炸得滿天飛。如果進入太陽系,在地球的地磁作用下,會落向地球。

在1987年,日本的小柴昌俊由於發現了16萬光年的超新星爆發產生的中微子而抱回了諾貝爾物理學獎。

人類目前在巨蟹座內發現了一顆全部由黃金包裹的“巨蟹座K星”,它距離地球2500光年,有三顆太陽大小,核心是主要是錳構成,表面含金量預估是地球總量的幾百萬倍,有最低1000億噸的黃金含量。可人類目前的科技水平飛上去需要5000多年,目前只能看看而已。

找了好久終於找到了富含黃金的“巨蟹座k星”圖,如下圖:


弄潮科學



雖然根據多元宇宙假說,這是可能發生的。但有許多限制條件,純金星球幾乎不可能。

黃金是在變成超新星的大質量恆星中形成的。但它是由數十種其他元素形成的,並保持氣態,直到超新星爆炸向外投射的碎片雲遇到空間中的其他氣體碎片,導致它減速並增加密度。在這一點上,氣態金,可能還有一些更小的固態金塊,可以開始凝聚成更小的小行星、小行星和行星。但是在金的化學或物理組成中,沒有任何東西會導致只有純金聚集在一起。小行星和行星中發現的金、鐵、錳、硅、鋰和其他元素都會聚集在一起。



此外,正如黃金在地球上是稀有的一樣,來自超新星的黃金也同樣稀有。我們永遠也找不到一顆只產生金原子而排斥其他所有原子的超新星。超新星爆炸後的大部分質量將保持其原子質量小於鐵的元素狀態。超新星拋出的大部分質量將是氫和氦。地球上發現的元素丰度與超新星拋出的元素相似,但不完全相同。我們有大量的硅和鐵,但金、銀和鉑很少。半衰期短於一億年的放射性元素在地球上是短缺的,除了半衰期較長的放射性元素的子元素,如鈾,它最終會衰變為鉛。



考慮到自歷史開始以來,人類只發現或開採了足夠的黃金來製作一個側面約15米的立方體。假設這僅僅是地球上或地球上黃金的1/100000,那麼地球上所有的黃金將會成為略超大於0.5立方千米的立方體。即使假設黃金的比例存在於太陽系的其餘部分,太陽系的質量大約是地球的100萬倍,你最終得到的或是一個直徑大約為160公里的球體,大量的黃金,但卻是一顆非常小的小行星/行星。組成地球的體積需要350萬個這樣的天體。


因此,除了地球上發現的小金塊之外,太空中不可能有任何更大的完全由純金製成的天體。


軍機處留級大學士


宇宙中有沒有由黃金組成的星球?

宇宙中找一顆鑽石星球並不是那麼難,因為太陽的未來就是一顆碳氧白矮星,即傳說中的鑽石星球!但黃金星球的就不是那麼容易了,即使有也只是富集度相對比較高,如果是一顆純金或者絕大部分都是黃金的星球則是不可能的!

組成一顆鑽石星球要求不高,大致有如下幾個要求:

1.與太陽質量類似的黃矮星

2.演化到白矮星階段

因為太陽的質量能將氫元素一直燒到碳氧元素,之後由於溫度不夠發展成碳氧白矮星,最後冷卻後中心就構成了以碳元素為主的白矮星,即傳說中的鑽石星!

您不用懷疑,行星狀星雲中間就是一顆白矮星,太陽的未來就是行星狀星雲+白矮星!

那麼黃金是如何形成的呢?當然離不開恆星這座大工廠!我們已經知道恆星的聚變可以將元素從氫、氦、碳氧、氖鈉鎂鋁、硅....一路到鐵元素!那麼其能繼續生成重元素嗎?不能了,因為鐵以後的元素聚變需要吸收能量,往後的重元素只能在超新星爆發中形成了!

而貴金屬元素“金”也在這個過程中誕生,當然和其一起的也有很多其他重元素!而另一個可能的誕生之處是中子星合併,在這個過程中將大量產生重元素當然包括金元素!

中子星合併過程中將大量的自由中子拋灑到宇宙中,而自由中子壽命並不長,約只有8分鐘,衝這之後就衰變成質子和電子,而自由中子和質子結合就能得到重元素!而這中間包括金元素!

我們對黃金產生過程做了一個梳理,很明顯與鑽石星不一樣的是黃金是彌散在宇宙中的,也許大塊狀的黃金,但明顯一顆天體不會獨立富集金元素,而是會在引力的作用下海納周圍的一切物質!

恆星積盤中的行星軌道,而天體成長並不會區分物質,因此理論上的黃金星是不存在的,最多也僅僅是含量比較高的小行星這種比較獨立的個體,倒是存在可能!


星辰大海路上的種花家


現在的主流看法是來源於超新星爆發以及中子星的碰撞合併過程,當然這並不絕對,只是說宇宙中絕大部分的重金屬來源於上述的兩個過程。

看到這兩個過程就知道了,重金屬的產生都伴隨著極高溫與極高壓,因為只有這樣,才能誘發核合成即核聚變反應。

在宇宙中,鐵-56以及比它輕的元素都來源於恆星內部的核聚變反應,就像我們的太陽一樣,雖然現在的氫元素含量最多,但久而久之,由於持續不斷的核合成,會生成氦、碳、氧、氖等比氫更重的元素,但是呢,由於太陽的質量太小了,所以最終會形成一顆白矮星,主要是由碳與氧構成。

如果恆星質量比太陽稍大一點的話,可能最終會形成一顆由氧、氖、鎂組成的白矮星。

小質量恆星的聚變終點就到這裡了,像那些大質量的恆星,它們會一直聚變到鐵,然後再進行超新星爆發,生成比鐵還重的元素,比如:金、銀、鈈、鈾、鐦等等等等重元素。

在進行超新星爆發時,這些元素在過程中誕生,隨後以最高十分之一光速的速度向宇宙空間中飛去,在飛走的過程中,會撞到一些星際塵埃、星際雲團之類的物質集合體,然後呢,它們就在一起了。

所以說,宇宙中的星球的組成成分都是很混雜的,沒有哪個星球可以以純黃金的形式存在。


科學船塢


答:理論上存在富含黃金的星球,但是質量不會太大。


宇宙中高於鐵的重元素,需要在超新星爆發、雙中子星合併等事件中產生;比如雙中子星合併事件,會把大量的自由中子拋灑出來,自由中子平均壽命只有8分鐘,然後衰變為質子和電子,自由中子和質子就有可能結合為重元素,包括金元素。

每次這樣的事件發生,都會拋灑出大量的金元素,比如在2017年著名的雙中子星合併事件,就預計拋灑出數十個地球質量的黃金和鉑金,這些元素向四周擴散,難以形成大質量的純金天體。


不過還是有可能在某一處,黃金元素集中於某一個小行星上,形成富金天體,但是人類目前還未發現過這樣的天體。

地球形成於45.5億年前,在形成之前,銀河系中大量的超新星爆發,把重元素拋灑向四周,就有部分殘留於形成地球的原始材料中,這些黃金一直在地球上保存至今。


整個地球的黃金含量大約60萬億噸,但是絕大部分都處於地球內部深處,根本無法進行開採,全世界能供人類開採的黃金大約25萬噸,目前已經開採了大約19萬噸。

在宇宙中,富含鑽石的星球卻很多,比如太陽系內的天王星,科學家就估計其表面存在大片的鑽石海洋,因為天王星表面巨大的壓力,鑽石在這裡都呈液態了;而宇宙中的白矮星,主要由碳元素組成,內部就是構成鑽石的原子結構。


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艾伯史密斯


上海科技報科普問答主持人:主任記者 吳苡婷

在我們人類社會中,黃金白銀等貴金屬都是很值錢的物品。但是在廣袤的大自然和廣闊的宇宙中,它們只是一種很普通的存在,離開了人類社會,它們和其他物質的價值沒有什麼不同。

我們已經知道所有的貴金屬都是在中子星爆炸中產生的,這些物質碎片分佈在宇宙的各個角落中,偶然也會出現一些富含這些貴金屬的星球,但是地球上的人們只能看看而已,根本無法觸碰到。

在距離地球2500萬光年遠的巨蟹座K星中,科學家們就發現了一顆表面佈滿黃金的星球,黃金總量高達在1000萬億噸,是地球黃金儲量的幾百萬倍。

在距離地球大約40光年的銀河系的太陽系外行星系,科學家發現了一顆主要由鑽石組成的超級行星。這個行星的名字叫做“巨蟹座55E”,這顆星球上三分之一的物質都是鑽石,但是它的表面溫度達到了2700攝氏度。此外,2015年與地球擦肩而過的小行星上佈滿了白金,科學家估算其內部約有1億噸白金,價值高達5.4萬億美元。它與地球最近距離只有240萬公里,是地球到月球軌道距離的6倍多。

另外,科學家在離地球距離大約是1000光年的天鵝座HAT-P-7b星球上,驚訝地發現了超級多的寶石,這是一個當之無愧的寶石星球,在這顆表面溫度高得驚人的星球上,有著大量的氧化鋁。我們知道紅寶石、藍寶石的主成份都是氧化鋁成分,只是因為內部雜質不同展現出不一樣的顏色,在普通的地質結構中,鋁元素很難被氧化,所以地球上的寶石數量並不多。


科壇春秋精選


很高興回答你的問題。

公認的觀點是:黃金是由中子星和地球地表碰撞所形成的一種物質,存在於形成地球的塵埃中。

其實,黃金作為一種貴重、穩定、好看、存量少的金屬,之所以價值高,還是因為少。物以稀為貴。

這就是我們經常看到朋友圈裡賣天珠的,能賣到幾十萬到幾千萬。這就是因為好的品相、多眼的天珠,遠比黃金稀有。

幾乎所有元素,都是聚變產生的。越往後的大粒子物質,越難在地球上發現,這是因為聚變的同時,就會裂變,且不穩定。往往元素週期表靠後位置的元素,在地球上是不會自然存在的,只能靠實驗室在非常苛刻的環境下合成。

那麼金呢?

這樣大的元素,其實也是中子星級別的星球聚變,才可能產生。

我們不敢說,除了地球,外太空就沒有金。

但如果全是金的話,那未免太童話了。因為聚變能產生金的話。碳、氮之類的元素不能產生?

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畢竟,我辣麼萌~


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