两颗中子星碰撞并合并产生基洛诺瓦爆炸的插图。(图片来源:uux.cn/罗宾·迪内尔/卡内基科学研究所)
(神秘的地球uux.cn)据美国太空网(罗伯特·李):科学家们分析了一种异常长的高能辐射爆炸,称为伽马射线爆发(GRB),并确定它源于两颗超密度中子星的碰撞。重要的是,这一结果帮助研究小组观察到同一事件发出的闪光,证实这些合并是产生黄金等元素的场所。
利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)和哈勃太空望远镜进行的观测使科学家们能够看到黄金和重元素的锻造,这可以帮助我们更好地理解这些强大的中子星合并事件如何在宇宙中产生唯一一个足够动荡的环境,以产生比铁更重的元素,例如银和金,从而产生一种称为基洛诺瓦的闪光。
研究小组成员、罗马大学天体物理学家埃莉诺拉·特罗亚告诉《Space.com》:“用哈勃和JWST望远镜强大的眼睛来研究一颗前所未见的基洛诺娃真是令人兴奋。”“这是我们第一次能够证实比铁和银重的金属是在我们面前新鲜制造的,”
伽马射线暴是已知宇宙中最强大的能量爆炸,以前曾与中子星合并有关——但这次发现不同。
这些现象可以分为两组。一方面,有持续2秒以上的长暴,另一方面,有持续不到2秒的短暴。虽然中子星合并与短伽马射线暴有关,但长伽马射线暴被认为是大质量恒星坍缩的结果,而不是这种碰撞的结果。
这次极其明亮而漫长的爆发被命名为GRB 230307A,由美国国家航空航天局费米任务上的设备于2023年3月探测到,持续了200秒;这标志着GRB有史以来第二精力充沛。它似乎与一颗编号为2017gfo的基洛诺娃和一颗发生在大约830万光年外的中子星合并有关,打破了通常的GRB惯例,并对这些高能辐射爆炸如何发射的理论提出了挑战。
罗马大学博士后天体物理学家、研究小组负责人于?告诉记者:“很难想象来自致密双星合并的伽马射线暴持续时间可以延长到几十秒。”。
伽马射线的发现可能是一座宇宙金矿
恒星就像锻造元素周期表中元素的恒星熔炉,从氢在其内核中核聚变为氦开始,然后氦聚变为氮、氧和碳等更重的元素。
质量最大的恒星,大约是太阳的7到8倍,可以在它们的心脏中锻造元素直至铁。一旦恒星内核充满了这种元素,核聚变就会停止。这也切断了数百万年甚至数十亿年来支撑恒星对抗自身引力的向外能量线。然后这些大质量恒星的核心在这种毁灭性的引力下坍塌,在超新星爆炸中吹走它们的外层。
这种坍缩改变了恒星内核,将电子和质子粉碎成流动中子的海洋,中子是原子核中很少“自由”存在的粒子。然而,在这片海洋中,中子被一种名为中子简并压的量子原理阻止挤压在一起,而中子简并压可以被足够大的质量所克服,从而产生黑洞。但有时没有足够的质量让黑洞形成。
那些没有质量来克服简并压力的死亡恒星核心留下了12英里(20公里)宽的黑洞,质量是太阳的1到2倍。然而,有一种方法可以使中子星向宇宙贡献比铁更重的元素。
并非所有的中子星都是单独存在的。
一些在中子星双星系统中穿越宇宙,这意味着它们的引力魔爪中还有另一颗中子星。当这些死亡的恒星相互环绕时,它们使空间结构产生了称为引力波的涟漪,逐渐从系统中带走角动量。
这导致中子星螺旋在一起,发出更快的久而久之引力波,并一前一后“泄漏”更多的角动量。最终,两者碰撞并融合。这种碰撞产生了伽马射线爆发,并发出富含中子的物质喷雾,有助于产生元素周期表中的较重元素。
这些碰撞周围的其他原子核通过快中子俘获过程(r过程)捕获自由中子,并成为短暂存在的超重元素,称为“镧系元素”。这些镧系元素随后迅速衰变为较轻的元素(尽管这些元素仍然比铅重。)这种衰变导致辐射的发射,我们从地球上看到的光称为“基洛诺瓦”因此,追踪基洛诺瓦的演化有助于跟踪金和银等元素的创造。
“中子星合并可能会产生一个广泛合成重元素的理想环境,这是目前人工创造无法实现的,”杨说。“研究中子星合并有助于我们重写核合成的晦涩章节。“
宇宙炼金术在行动
杨解释说,在几周到几个月的时间里,基诺娃的行为范围很广。这些行为取决于喷射物质的成分和合并点中心形成的残余物的类型。
对大多数基诺娃的观察并没有延伸到它们进化的这么晚的时间——但在2017gfo却不同。然而,不幸的是,由斯皮策太空望远镜收集的AT2017gfo的后期观测数据有限。它们只能提供被基洛诺瓦主星系污染的微弱信号,并且在不同波长的光下覆盖范围不足。
“在最初的几天里,基洛诺娃的行为不受其化学成分的影响,”Troja解释说。“需要几周时间才能揭示爆炸中锻造的金属,我们从未有机会盯着一颗基洛诺娃看那么久。”
这些限制阻碍了科学家更好地理解基洛诺瓦及其产生过程。
然而,在AT2017gfo的情况下,和哈勃观测的灵敏度和多色覆盖范围使杨及其同事能够在后期观测到这颗千新星的光度。
“我们跟踪了与GRB 230307A爆发后两个月相关的瞬态事件的演变,并捕捉到了这一瞬态从蓝到红的完整演变过程,这可以被归类为基洛诺瓦,”杨说。“我们在后期发现了光球半径的衰退。渐行渐远的光球半径为重元素(如镧系元素)在冷却过程中的重组提供了证据。需要大量的r-process元素来产生观察到的数据。”
这证实了中子星合并确实锻造了比黄金更重的元素,甚至证实了长伽马射线暴可以来自中子星合并。人们认为,它还没有解开这个特殊的中子星合并为什么会产生如此异常长的GRB的谜团。
“这一事件证明,来自紧凑的二元合并的长期GRB不是偶然发生的,”杨说,并补充说,关于这些事件还有很多问题需要回答。“对基洛诺瓦的晚期观测能为核合成提供什么启发性的启示?
第二次世界大战后德国为什么把大量黄金储存在美国?为什么各国都在美国储备黄金
黄金是一种稀有的贵金属,无论对于国家还是个人来说,黄金都是财富的象征。据统计全球开采出的黄金总量约16万吨,其中被各国用做黄金储备的只有3.2万吨,这无疑是一笔巨大的财富,对任何一个国家的安全意义都无需赘言。然而令人费解的是这3.2万吨黄金当中却有相当一部分不在自己国内,那么它们藏在哪里呢?答案是:美国! 美国拥有全世界排名第一的黄金储备量,这些黄金被美国人单独储存于肯塔基州的诺克斯堡军营,而其他国家存放在美国的黄金则被安放在美国联邦储备银行的地下金库里。在纽约市自由大道33号有一栋12层的意大利式花岗岩建筑,这便是美国联邦储备银行的所在地。在这栋建筑地下25米深的岩层中有一座巨大的金库,储存着近7000吨黄金,其中属于美国的部分仅占5%,其余95%来自全世界六十多个国家和地区。 既然黄金对于国家安全和经济建设有着这样深远的意义,那么各国为什么还要把命脉交到别人手中呢?的话便不得不追溯至第二次世界大战,也就是从这一时期开始美国主导了世界的金融新秩序。在二战之前,国际贸易之间的结算主要以黄金的形式实现,而美国通过售卖武器和提供物资赚取了巨额外汇,大量黄金也就顺势流入美国。二战结束之后紧接着冷战爆发,联邦德国从地理位置上刚好处于对抗苏联的第一线。 彼时整个西欧都刚刚从千疮百孔的战争中走出,凭西德一己之力根本无法抵抗苏联的钢铁洪流。为防止擦枪走火之后,苏军攻入德国领土洗劫银行,德国人只好把近一半的黄金储备运往大洋彼岸,交于美国保管。时至今日,德国仍是仅次于美国的第二大黄金持有国。如果说这是一个特例的话,那么其他国家大规模地将黄金存放于美国则是始于布雷顿森林体系建立之后。 1944年国际社会在布雷顿森林达成协议,美元与黄金挂钩,各国货币则与美元挂钩。当时规定35美元兑换1盎司黄金,汇率固定不变。这样一来,美元就成了黄金,此前国际贸易间的黄金结算也就顺势变成了美元结算。那么这种体系有什么优势吗?当然有。黄金作为稀有贵金属在频繁的运输当中势必会有损耗,且大量的黄金无论通过空运还是海运都存在一定的风险,而美元作为纸币则避免了这方面的尴尬。 美国因为有全球最大的经济容量和最强的军事力量,所以目前来说它的国家信用是最好的。各国都把黄金储存于同一个金库,就相当于普通人都把钱存入同一家银行一样。不同国家之间的贸易差额算出来后,美国联邦储备银行只需要下达一道指令,把相应的黄金从这个房间搬到那个房间,这次结算就算完成了。 虽然布雷顿森林体系于上世纪70年代崩溃,但使用美元进行结算的传统却保留了下来。毫无疑问,华尔街拥有最完善金融制度和最开放投资环境,如果某个国家爆发国内危机,其存放于纽约的黄金就可以第一时间兑换出美元,这也是从外部维持国家稳定的一种手段。既然如此,美国也就理所当然地成为各国存放黄金的首选之地。 随机文章东大寺简介古埃及女木乃伊现精美文身,30处文身演绎别样魅力(地位尊贵)NASA拍到地球是监狱,人类是外星人送到地球的囚犯(太阳系屏障)蛇类祖先厚针龙图片,身躯像蛇长有双足神似中国神龙(现今已灭绝)揭秘蜥蜴是恐龙的后代吗,蜥蜴是恐龙的食物/长得像并无亲属关系迷案在线 mazx.cn本站内容大多收集于互联网,内容仅供娱乐,并不代表本站观点,如果本站内容侵犯了您的权益,敬请联系网站管理员,我们将尽快回复您,谢谢合作!
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