03.02 宇宙中有全是黄金的星球吗?

长恨歌华清池


目前,被公认的观点是,黄金是由中子星和地球地表碰撞所形成的一种物质,存在于形成地球的尘埃中。由于地球在形成时有熔融,几乎所有存在于地球早期的黄金都沉入地球的核心。因此,地球上的地壳和地幔中的大部分黄金被认为是在晚期被重型轰炸期间的小行星撞击后传递到地球的,大约在40亿年前。

星系中的聚变反应能够产生氧、氮等元素,但是却很难产生像黄金这样密度极高的元素,只有中子星这样的巨大恒星爆炸才可能有如此密度超大的核心物质散发,才能够产生黄金。引力波探测器和其他电磁观测站已经观测到来自中子星合并 GW170817事件的包括黄金在内的重元素的特征。

但是,两颗恒星碰撞,特别是中子星碰撞的概率非常低。从现有的数据来看,10万年仅会有一次这样的碰撞产生,而在这样的碰撞中并不是所有的元素都会成为黄金,只有1%的元素会变成密度元素,这1%中只有一小部分会形成黄金。

国际著名天文学家贝格尔在最近发现了一次中子之间的碰撞,根据其碰撞产生的元素扩散计算得出,一次碰撞能够产生的黄金数量大小约为是个月亮的体积。但是再扩散中,这些黄金落在一个星球上,形成一个全部是黄金的星球的概率是很小的。很多会在宇宙中漫无边际的漂流下去。

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真有耶,巨蟹座K星就是。

好消息是这颗黄金星球很大,大小是太阳3倍,表面由黄金构成,据探测含金量超过1000亿吨,远远超过地球的黄金储量~

坏消息是离我们实在太远了……大约2500光年,光速往返还要5000年,超越了全人类的寿命水平,望金兴叹~

但我们还是可以看到这颗星球的,就在巨蟹座~

黄金在地球上值钱,一方面是因为性质稳定,但最主要的还是因为稀有。

有一种说法是,地球上的黄金来自于携带了金元素的陨石,黄金根本就不是地球自产自销的!

陨石撞击地球后,在高温当中融化,金元素密度大,重量重,下沉到地下,所以大部分黄金都在深深的地下难以开采。即便是少量的能为人类所得的黄金,也都是以游离态存在,必须要经过冶炼提纯一系列步骤才能得到。

虽然地球上的黄金稀少且不能自行合成,但在宇宙当中就不是这样了。

一些科学家认为,黄金可以由中子星相撞爆炸之后产生,所以宇宙中有像巨蟹座k星这样的黄金星球也就没什么奇怪的啦~

而且宇宙中还有很多其他值钱的星体:比如2015带了巨量白金飞过地球的小行星。太阳系里还有很多家里有矿的小行星,据说有一颗小行星上的矿产价值近100万亿美元!!

希望我的回答能帮助到你,觉得有用的话就点个赞吧嘻嘻。


不吃肠的大肠


很多喜欢天文的朋友知道宇宙中存在已以形成钻石的碳元素为主的星球,钻石很贵重,黄金也很贵重,那么宇宙中有黄金组成的星球吗?


其实,宇宙中并不存在由一种元素组成的星球,但是却存在以某些元素为主的星球,比如大多数刚形成的恒星,以及一些气态巨行星,基本都是以氢元素为主,而有些白矮星则是以碳和氧元素为主,这样的白矮星内部有一个极大的碳心,如果拿出来一部分,在常态下是可以形成钻石的,因此这样的白矮星也被称为“钻石星球”,那么宇宙有没有以黄金为主组成的星球呢?应该说这样的球状天体是不存在的,不过肯定存在以黄金为主的小行星。

分析宇宙中有没有与黄金形成的星球,首先必须看黄金的形成过程。形成以碳元素为主的白矮星是由于原本的恒星的质量不够大,当内部的核聚变进行到碳和氧元素的时候,就无法再进行下去了,之后恒星就渐渐熄灭,形成了内部以碳和氧元素为主的白矮星,但是黄金的形成却完全不是这样,通常它是在超新星爆发和中子星碰撞的时候形成的。



质量在太阳8~30倍的恒星,进入到主序星晚期的时候会发生超新星爆发,因为核聚变进行到了铁元素的阶段,由于铁元素的聚变是吸收能量而不会释放能量,因此在铁元素形成的一瞬间,恒星内部向外的辐射压就消失了,使恒星本身大量的物质在重力之下就开始急速地向内部坍缩,在一瞬间挤压到恒星的核心,又造成了一种极端高温高压的情况,使得元素周期表上铁以上的很多元素都可以在一瞬间聚变合成,其中也包括金元素,不过并非所有的超新星爆发都可以形成金元素,只有那些大质量的恒星发生足够能量的超新星爆发的时候,内部才可以聚变成金元素。



更多的情况下,金元素是在中子星碰撞时期形成的,中子星碰撞可以产生比超新星爆发更高的温度,元素周期表上大多数的重元素都可以在中子星碰撞的时候形成。


但是如上两种形成金元素的途径也说明超新星爆发和中子星碰撞时期形成的并非只有一种金元素,而是有很多种元素,在这两种形成途径中,只有在某些恒定的压力和温度之下,金元素才能占到形成物的绝大多数。

而且金元素在形成的时候,还必须被抛洒到宇宙空间,才可以形成我们常见的黄金,因为如果在中子星上,那么它将处于中子简并态,1立方厘米这样的物质可以重达1亿吨。

当以金元素为主的形成物被超新星爆发或中子星碰撞的力量抛洒到宇宙经星际空间的时候,那么它很快就会形成常态下的黄金,这时它实际上已经成为了小行星,在早期地球形成的时候,有一些这样的“黄金小行星”来到了地球,参与到了地球的形成过程中,给地球带来了黄金,由于金元素相对比较沉重,所以在熔岩状态中会渐渐下沉,大部分都沉到了地核中,所以地质学家们认为地球上的黄金99%都在地核之中

也有地质学家通过一些地层证据发现,在地球刚形成的1~2亿年中,曾经降落过历时几百万年的“黄金雨”,都是降落到地球上的含金量较高的小行星带来的,质量可达百亿吨,但是这部分黄金也大都沉降到了地壳深处或者地幔中,只有一小部分在地壳浅层,我们如今能开采的黄金一部分就是来自于这次黄金雨。



有的朋友说在距离太阳系大约2500光年外,有一颗叫做巨蟹座K星恒星,体积为太阳的三倍,表面有大量黄金,或在千亿吨以上,还认为它是由黄金组成的星球,其实这是很不靠谱的,巨蟹座k星基本可以确定是被虚构出来的一颗恒星,因为黄金不可能存在于恒星的表面,而且千亿吨的含量对恒星来说可以说是微不足道,即便是我们地球上的黄金含量也在60万亿吨左右,一颗比地球上黄金含量还少的恒星,怎么能说是黄金形成的星球呢?所以这很可能是一个没有多少天文知识的人编造的假信息吧!

太阳也是一颗恒星其实太阳上的黄金含量就比我们的地球要多几万倍,只是这些黄金并不是太阳制造的,太阳本身并没有制造黄金的能力,它上面的黄金其实也和我们地球上一样,是通过补货含金量比较高的小行星得到的。


人类的方向


宇宙中有没有黄金组成的星球?

“自古黄金贵,犹沽骏与才”。自古以来黄金都是珍惜物质,就连“万般皆下品”的读书人也以它衡量学识含金量的高低。



据探测,地球上的黄金含量约为地球质量的1/亿(地球质量是5.965×10²⁴kg),约有60万亿吨。但这些黄金大多在6000℃高温的地核中,开采难度太大。地球上可开采的黄金仅14.26亿吨,预计35年后全部开采完。


人类是十分渴望黄金的,除了它能让人拥有财富,还具有极高的抗腐蚀性、抗高温、导电性、导热性,能100%反射红外线,能制成超导体有机金…黄金的这些特殊性能在航天、通讯、医疗、化工等领域都有广泛应用。

不过地球上的黄金很快就被开采完了,人类只好向茫茫宇宙中搜寻。

而黄金只有通过超新星爆炸的瞬间合成而来,没有其它途径。而超新星爆发十分罕有(人类观测上不超10次),形成黄金的几率自然更低,因此宇宙中的黄金丰度只有6/100亿。



中子星的融合很可能会产生木星大小的黄金,而超新星爆发只能产生月球大小的黄金。然而不会形成纯黄金星球,那些在爆炸中形成的重元素只会被炸得满天飞。如果进入太阳系,在地球的地磁作用下,会落向地球。

在1987年,日本的小柴昌俊由于发现了16万光年的超新星爆发产生的中微子而抱回了诺贝尔物理学奖。

人类目前在巨蟹座内发现了一颗全部由黄金包裹的“巨蟹座K星”,它距离地球2500光年,有三颗太阳大小,核心是主要是锰构成,表面含金量预估是地球总量的几百万倍,有最低1000亿吨的黄金含量。可人类目前的科技水平飞上去需要5000多年,目前只能看看而已。

找了好久终于找到了富含黄金的“巨蟹座k星”图,如下图:


弄潮科学



虽然根据多元宇宙假说,这是可能发生的。但有许多限制条件,纯金星球几乎不可能。

黄金是在变成超新星的大质量恒星中形成的。但它是由数十种其他元素形成的,并保持气态,直到超新星爆炸向外投射的碎片云遇到空间中的其他气体碎片,导致它减速并增加密度。在这一点上,气态金,可能还有一些更小的固态金块,可以开始凝聚成更小的小行星、小行星和行星。但是在金的化学或物理组成中,没有任何东西会导致只有纯金聚集在一起。小行星和行星中发现的金、铁、锰、硅、锂和其他元素都会聚集在一起。



此外,正如黄金在地球上是稀有的一样,来自超新星的黄金也同样稀有。我们永远也找不到一颗只产生金原子而排斥其他所有原子的超新星。超新星爆炸后的大部分质量将保持其原子质量小于铁的元素状态。超新星抛出的大部分质量将是氢和氦。地球上发现的元素丰度与超新星抛出的元素相似,但不完全相同。我们有大量的硅和铁,但金、银和铂很少。半衰期短于一亿年的放射性元素在地球上是短缺的,除了半衰期较长的放射性元素的子元素,如铀,它最终会衰变为铅。



考虑到自历史开始以来,人类只发现或开采了足够的黄金来制作一个侧面约15米的立方体。假设这仅仅是地球上或地球上黄金的1/100000,那么地球上所有的黄金将会成为略超大于0.5立方千米的立方体。即使假设黄金的比例存在于太阳系的其余部分,太阳系的质量大约是地球的100万倍,你最终得到的或是一个直径大约为160公里的球体,大量的黄金,但却是一颗非常小的小行星/行星。组成地球的体积需要350万个这样的天体。


因此,除了地球上发现的小金块之外,太空中不可能有任何更大的完全由纯金制成的天体。


军机处留级大学士


宇宙中有没有由黄金组成的星球?

宇宙中找一颗钻石星球并不是那么难,因为太阳的未来就是一颗碳氧白矮星,即传说中的钻石星球!但黄金星球的就不是那么容易了,即使有也只是富集度相对比较高,如果是一颗纯金或者绝大部分都是黄金的星球则是不可能的!

组成一颗钻石星球要求不高,大致有如下几个要求:

1.与太阳质量类似的黄矮星

2.演化到白矮星阶段

因为太阳的质量能将氢元素一直烧到碳氧元素,之后由于温度不够发展成碳氧白矮星,最后冷却后中心就构成了以碳元素为主的白矮星,即传说中的钻石星!

您不用怀疑,行星状星云中间就是一颗白矮星,太阳的未来就是行星状星云+白矮星!

那么黄金是如何形成的呢?当然离不开恒星这座大工厂!我们已经知道恒星的聚变可以将元素从氢、氦、碳氧、氖钠镁铝、硅....一路到铁元素!那么其能继续生成重元素吗?不能了,因为铁以后的元素聚变需要吸收能量,往后的重元素只能在超新星爆发中形成了!

而贵金属元素“金”也在这个过程中诞生,当然和其一起的也有很多其他重元素!而另一个可能的诞生之处是中子星合并,在这个过程中将大量产生重元素当然包括金元素!

中子星合并过程中将大量的自由中子抛洒到宇宙中,而自由中子寿命并不长,约只有8分钟,冲这之后就衰变成质子和电子,而自由中子和质子结合就能得到重元素!而这中间包括金元素!

我们对黄金产生过程做了一个梳理,很明显与钻石星不一样的是黄金是弥散在宇宙中的,也许大块状的黄金,但明显一颗天体不会独立富集金元素,而是会在引力的作用下海纳周围的一切物质!

恒星积盘中的行星轨道,而天体成长并不会区分物质,因此理论上的黄金星是不存在的,最多也仅仅是含量比较高的小行星这种比较独立的个体,倒是存在可能!


星辰大海路上的种花家


现在的主流看法是来源于超新星爆发以及中子星的碰撞合并过程,当然这并不绝对,只是说宇宙中绝大部分的重金属来源于上述的两个过程。

看到这两个过程就知道了,重金属的产生都伴随着极高温与极高压,因为只有这样,才能诱发核合成即核聚变反应。

在宇宙中,铁-56以及比它轻的元素都来源于恒星内部的核聚变反应,就像我们的太阳一样,虽然现在的氢元素含量最多,但久而久之,由于持续不断的核合成,会生成氦、碳、氧、氖等比氢更重的元素,但是呢,由于太阳的质量太小了,所以最终会形成一颗白矮星,主要是由碳与氧构成。

如果恒星质量比太阳稍大一点的话,可能最终会形成一颗由氧、氖、镁组成的白矮星。

小质量恒星的聚变终点就到这里了,像那些大质量的恒星,它们会一直聚变到铁,然后再进行超新星爆发,生成比铁还重的元素,比如:金、银、钚、铀、锎等等等等重元素。

在进行超新星爆发时,这些元素在过程中诞生,随后以最高十分之一光速的速度向宇宙空间中飞去,在飞走的过程中,会撞到一些星际尘埃、星际云团之类的物质集合体,然后呢,它们就在一起了。

所以说,宇宙中的星球的组成成分都是很混杂的,没有哪个星球可以以纯黄金的形式存在。


科学船坞


答:理论上存在富含黄金的星球,但是质量不会太大。


宇宙中高于铁的重元素,需要在超新星爆发、双中子星合并等事件中产生;比如双中子星合并事件,会把大量的自由中子抛洒出来,自由中子平均寿命只有8分钟,然后衰变为质子和电子,自由中子和质子就有可能结合为重元素,包括金元素。

每次这样的事件发生,都会抛洒出大量的金元素,比如在2017年著名的双中子星合并事件,就预计抛洒出数十个地球质量的黄金和铂金,这些元素向四周扩散,难以形成大质量的纯金天体。


不过还是有可能在某一处,黄金元素集中于某一个小行星上,形成富金天体,但是人类目前还未发现过这样的天体。

地球形成于45.5亿年前,在形成之前,银河系中大量的超新星爆发,把重元素抛洒向四周,就有部分残留于形成地球的原始材料中,这些黄金一直在地球上保存至今。


整个地球的黄金含量大约60万亿吨,但是绝大部分都处于地球内部深处,根本无法进行开采,全世界能供人类开采的黄金大约25万吨,目前已经开采了大约19万吨。

在宇宙中,富含钻石的星球却很多,比如太阳系内的天王星,科学家就估计其表面存在大片的钻石海洋,因为天王星表面巨大的压力,钻石在这里都呈液态了;而宇宙中的白矮星,主要由碳元素组成,内部就是构成钻石的原子结构。


好啦!我的内容就到这里,喜欢我们文章的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


上海科技报科普问答主持人:主任记者 吴苡婷

在我们人类社会中,黄金白银等贵金属都是很值钱的物品。但是在广袤的大自然和广阔的宇宙中,它们只是一种很普通的存在,离开了人类社会,它们和其他物质的价值没有什么不同。

我们已经知道所有的贵金属都是在中子星爆炸中产生的,这些物质碎片分布在宇宙的各个角落中,偶然也会出现一些富含这些贵金属的星球,但是地球上的人们只能看看而已,根本无法触碰到。

在距离地球2500万光年远的巨蟹座K星中,科学家们就发现了一颗表面布满黄金的星球,黄金总量高达在1000万亿吨,是地球黄金储量的几百万倍。

在距离地球大约40光年的银河系的太阳系外行星系,科学家发现了一颗主要由钻石组成的超级行星。这个行星的名字叫做“巨蟹座55E”,这颗星球上三分之一的物质都是钻石,但是它的表面温度达到了2700摄氏度。此外,2015年与地球擦肩而过的小行星上布满了白金,科学家估算其内部约有1亿吨白金,价值高达5.4万亿美元。它与地球最近距离只有240万公里,是地球到月球轨道距离的6倍多。

另外,科学家在离地球距离大约是1000光年的天鹅座HAT-P-7b星球上,惊讶地发现了超级多的宝石,这是一个当之无愧的宝石星球,在这颗表面温度高得惊人的星球上,有着大量的氧化铝。我们知道红宝石、蓝宝石的主成份都是氧化铝成分,只是因为内部杂质不同展现出不一样的颜色,在普通的地质结构中,铝元素很难被氧化,所以地球上的宝石数量并不多。


科坛春秋精选


很高兴回答你的问题。

公认的观点是:黄金是由中子星和地球地表碰撞所形成的一种物质,存在于形成地球的尘埃中。

其实,黄金作为一种贵重、稳定、好看、存量少的金属,之所以价值高,还是因为少。物以稀为贵。

这就是我们经常看到朋友圈里卖天珠的,能卖到几十万到几千万。这就是因为好的品相、多眼的天珠,远比黄金稀有。

几乎所有元素,都是聚变产生的。越往后的大粒子物质,越难在地球上发现,这是因为聚变的同时,就会裂变,且不稳定。往往元素周期表靠后位置的元素,在地球上是不会自然存在的,只能靠实验室在非常苛刻的环境下合成。

那么金呢?

这样大的元素,其实也是中子星级别的星球聚变,才可能产生。

我们不敢说,除了地球,外太空就没有金。

但如果全是金的话,那未免太童话了。因为聚变能产生金的话。碳、氮之类的元素不能产生?

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毕竟,我辣么萌~


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