美國麻省理工學(xué)院物理學(xué)系教授安娜·弗雷貝爾剛剛在《自然》雜志上發(fā)表了相關(guān)研究,她解釋說,“理解這些重元素是如何形成的,是核物理學(xué)中.困難的問題之一”,“制造如此之重的元素需要極大的能量,因此幾乎不可能通過實(shí)驗(yàn)的方法制造出來。也就是說,它們的產(chǎn)生過程在地球上根本就不可能發(fā)生,因此我們只能利用恒星和其他宇宙物體作為實(shí)驗(yàn)室”。
分析Reticulum II矮星系中.亮的幾顆恒星的光譜,弗雷貝爾及其團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這些恒星中含有大量的金、銀、鉑等重元素,而這些元素是不可能由恒星自己生成的金、銀、珀、鈾和鉛都屬于所謂的“r-過程元素”,所謂r-過程是指“快速中子捕獲過程”,.早在1957年由核物理學(xué)家聚斯和尤里進(jìn)行描述,他們證明這些元素的形成需要快速捕獲中子,所有這些元素應(yīng)該存在于宇宙中某一處地方,需要在極端條件下并且有大量中子存在的情況下才能形成。
根據(jù)假設(shè),巨星碰撞或者中子星(密度.大的星體)合并是.有可能產(chǎn)生“r-過程元素”的場景,雖然聚斯和尤里從未證實(shí)過這個(gè)現(xiàn)象的發(fā)生?,F(xiàn)在,已知中子星碰撞在Reticulum II等矮星系形成的早期相對常見,因此安娜·弗雷貝爾認(rèn)為聚斯和尤里的假設(shè)是有道理的。
因此,金、銀、珀、鈾和鉛等“r-過程元素”是在矮星系內(nèi)部中子星的碰撞過程中產(chǎn)生的,然后它們成為新恒星和小行星的組成部分,.終出現(xiàn)在地球上。不過一定要注意,地球上所有的“原始”金,都沉積在地核中,因?yàn)樵缙诘牡厍蛱幱谌廴跔顟B(tài),較重的元素會下沉到核心。因此,我們現(xiàn)在所擁有的埋藏在地表的所有金子,無一例外地是由小行星的撞擊帶來的。弗雷貝爾指出說,“我們現(xiàn)在獲得的金子不是
在小行星中形成的,而是在中子星的合并過程中形成的。然后它們與作為銀河系所有行星和小行星形成之本的氣體和塵埃云混合,然后所有這些金子就被運(yùn)到了地球上”。
此外,由于這種中子星合并在宇宙早期非常罕見,所以研究人員認(rèn)為,人類現(xiàn)在使用的地球上的所有金、銀、鉑很可能來自我們星系周圍..的一次恒星碰撞,或許這次碰撞就在Reticulum II矮星系的內(nèi)部。