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黑洞是个“炼金大师”

2019-07-25

科学之谜 2019年7期
关键词:中子星原子核中子

科学家们一直对宇宙中的金等重元素的来源感到疑惑。氢、氦、锂等轻元素诞生于宇宙大爆炸后,碳、氧、铁等较重元素则来自恒星内部,但像金、铀这样的重元素的起源却一直扑朔迷离。很多的重元素都是通过捕捉中子形成的,所以要产生重元素,就需要一个充满中子的极端环境,在这个环境下的原子核会迅速吸收中子,从而产生重元素。

最初,科学家们将目光放在了中子星相撞的罕见现象上。中子星相撞每一百万年可能只发生几次,相撞时会产生R-过程(快中子捕获反应)。在R-过程中,原子核会迅速吸收中子,从而产生重元素。但中子星相撞的现象实在太罕见了,罕见到无法解释现今存在的重元素的数量。这使得科学家開始考虑是否有其他可以产生重元素的天体。

科学家找到了一种神秘天体——黑洞。它引力大到可以吞下许多物质,连光线都无法逃脱。科学家说,中子星死亡时,会坍缩成黑洞,有些物质没有被黑洞吞下,形成了围绕黑洞旋转并释放能量的吸积盘,而吸积盘中的R-过程发生得比中子星相撞要多得多。现今存在的重元素中,大约有80%来自黑洞的吸积盘。产生如此多的金等重金属元素,怪不得说黑洞是个“炼金大师”呢!

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