近期,黄金市场波动较大。你有特别注意吗?据世界黄金协会预测,到2025年底,全球开采的黄金总量将约为216,000至220,000吨[1],足以填满大约四个半的奥林匹克游泳池(长50米、宽25米、深2米)。来源:央视新闻 黄金一直以来都是财富的象征。不仅如此,它还是最重要的工业原料之一。黄金具有优良的导电性、导热性和延展性,因此被广泛应用于手机、电脑、芯片等电子产品的核心部件(见上一篇文章《男子利用SIM卡提炼190多克黄金,用过的SIM卡》)Carrie能“提炼”黄金吗? )保证信号传输的稳定性。在航空航天领域,可用于制造航天器抵抗宇宙射线和极端温度的涂层。在医疗领域,生物相容性优质耐用的金合金用于制造假牙、心脏支架和其他装置。此外,黄金还应用于各个领域,例如防伪印刷、精密设备制造……但你有没有想过黄金从何而来?地球做不到这一点。我们周围的大多数元素,例如形成空气的氧、形成生命的碳以及形成钢的铁,都起源于恒星。恒星就像宇宙的天然“烤箱”。通过核聚变反应,较轻的元素(氢、氦)逐步锻造成较重的元素(氢、氦以外的元素,如碳、氮、氧、硅、铁等)。然而,没有em,恒星的“锻造能力”也有一个明确的上限,这在天文学中被称为“铁极限”,即恒星内部的核聚变在达到铁元素时就完全停止。元素周期表中铁之后的所有元素都不能由恒星内部正常的核聚变。如果你试图将铁原子转化为较重的元素,例如金或铂等贵金属,你不仅无法释放能量,而且还必须吞噬大量的能量。这个能量水平远远超过了恒星内部的环境。即使是宇宙中质量最大的恒星也无法达到这样的条件。长期以来,天文学家认为金有两种元素。他们怀疑它是由中子星碰撞等极端事件产生的。死亡恒星的终极碰撞。所谓“中子星”是大质量恒星死亡后留下的遗骸。恒星燃烧完所有核燃料后,它会在自身重力作用下迅速坍缩,将其核心材料压缩到极限。典型的中子星直径仅为20公里左右(大约有一座城市的大小),质量为1.4个太阳。一汤匙中子星材料重达数亿吨。当两个n中子星在重力的影响下旋转并最终剧烈碰撞,碰撞时的温度和压力足够高,足以将材料锻造成金和铂等贵金属。 2017年,天文学家首次亲眼“观察”到了这一过程。 2017年8月17日,美国LIGO引力波探测器和欧洲VIRGO探测器同时捕获到一系列引力波信号。仅仅1.7秒后,费米伽马射线太空望远镜也检测到伽马射线暴。随后,全球约70台地基和天基望远镜在包括红外在内的多个波段进行了跟踪观测,此次观测证实碰撞产物含有大量重元素[2]。美国国家科学基金会、LIGO 和其他机构提供的效果图显示两颗中子星正在合并。图片来源:新华社 “合并中的合并”——“宇宙郊区”的秘密资金来源终于被发现。但随后新的问题出现了。天文学家发现,许多星系外围区域的恒星也含有金和铂。这很奇怪。星系的外部区域位于宇宙的边缘,几乎没有恒星或超新星爆炸。按道理来说不应该有这么多的元素。这笔钱从哪里来?最近发表在《天体物理学杂志快报》上的一项新研究为这个难题提供了可能的答案。 2023 年 9 月 6 日,费米卫星上的伽马射线爆发监测器捕获了一次短暂但强烈的伽马射线爆发,并将其记录为 GRB 230906A.Army Reserve。伽马射线暴是宇宙中最猛烈的爆炸之一,短暂的爆炸通常是中子星碰撞的征兆。费米望远镜虽然视场宽广,但定位不够精确。然后尼尔·格里尔斯天文台迅速好吧,把空间弄小一点。钱德拉X射线天文台随后赶到现场,利用18个半小时的曝光确定了爆炸源的坐标。坐标确定后,天文学家将哈勃太空望远镜指向该位置,并看到了意想不到的东西。在那里,在60万光年长的巨大气体流中,隐藏着一个非常微弱的小星系。我们的银河系直径约为 100,000 光年,而这股气流的长度是其六倍。这幅艺术家的插图展示了一组相距约 85 亿年的星系正在合并。其中一个星系中的两颗中子星合并引发了千新星爆炸,产生了可能是迄今为止检测到的最遥远的伽马射线爆发。图片来源:María Cristina Fortuna/NASA/ChandraRay Center。这条溪流本身就是一次古代碰撞的遗迹。数亿年前,一群星系发生了碰撞。巨大的引力流将各个星系的气体和尘埃引向星系际空间,形成了这条气势磅礴的长河。然后,在这条长河中,被抽取出来的物质慢慢积累、冷却、塌陷,小星系诞生了。从这里开始,故事开始变得更加复杂。在这个小星系中诞生了许多恒星,其中包括两颗在生命终结时坍缩成中子星的大恒星。两颗中子星由于引力的作用越来越近。良久之后,螺旋终于碰撞在一起。碰撞产生了伽马射线爆发,并产生了金和铂等重元素,这些重元素散布到星系的外边缘并进入星系际空间。一场冲突会引发另一场冲突。星系碰撞并提取气体河流。小星系是从气体河流中生长出来的。小星系中的两颗中子星再次相撞,将新形成的金分散到各个方向。这条因果链跨越了数百毫秒历经数年,将两起从银河到核规模的暴力事件联系在一起。宇宙炼金术让天文学家感到困惑。位于银河系边缘的恒星中为何含有黄金的问题已经成功解决。像GRB 230906A这样的中子星的碰撞可能发生在星系的外边缘,甚至在星系间空间,产生远离银河系中心的重元素。这些元素与周围的气体混合,当下一代恒星从这种气体中诞生时,黄金和铂金自然出现在其中。 47亿光年之外,在隐藏在河流或气体深处的一个小星系中,两颗死亡恒星的遗骸完成了最后的碰撞,产生了一块金块。然后它消散到星际空间,等待被未来的恒星吸收。整个过程没有任何目的,是重力和核物理纯粹按规则运行的结果。但正是这套规则,让在最荒凉的地方炼出真金宇宙的角落。 (中国科普)