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在太阳系中,哪里的黄金最多?

类别:社会 发布时间:2024-06-03 09:46:00 来源:魅力科学君

在太阳系中,哪里的黄金最多?要回答这个问题,我们首先需要弄清楚太阳系中的黄金是从哪里来的。

在太阳系中,哪里的黄金最多?

根据科学界的主流观点,我们所处的宇宙诞生于大约138亿年前,在刚开始的时候,宇宙中只有非常轻的元素,其中绝大多数都是氢和氦,而像黄金这样的重元素,在当时的宇宙中根本就不存在。

在接下来的时间里,宇宙中的物质在引力的作用下开始凝聚,在物质足够多的区域,就会逐渐凝聚成一个个巨大的天体,当它们质量增大到一定程度的时候,其核心的物质就会因为自身的引力坍缩所造成的高温高压而发生核聚变反应,同时释放出大量的能量,从此成为一颗颗闪亮的恒星。

所谓核聚变反应,是指较轻的原子核聚合成较重的原子核,例如氢可以聚变成氦、氦可以聚变成碳,由于要引发更重元素的核聚变,就需要更高的温度和压强,因此只有在那些质量非常大的恒星,其核心区域才可以具备足够高的温度和压强,进而启动一轮又一轮的核聚变,聚变出越来越重的元素,如氧、氖、镁、硅等等。

在太阳系中,哪里的黄金最多?

然而当核聚变进行到铁时就无法继续了,这是因为铁的核聚变不会释放能量,反而会吸收能量,因此当恒星内部的核聚变进行到铁的时候,其内部就会忽然失去抵抗其自身重力的能量,于是恒星就会迅速坍塌。

与此同时,恒星核心物质中的电子会被巨大的压力压入原子核,进而与其中的质子结合成中子,这些中子与原本的中子紧紧地挨在一起,形成了一个以“中子简并压”支撑的致密核心,当恒星外层的物质以极高的速度冲击这个致密核心时,就会发生猛烈的爆炸,这也被称为“超新星爆发”。

很明显,黄金是比铁重得多的元素,因此黄金并不是恒星核聚变的产物,实际上,宇宙中的黄金来自于另一种核反应——“中子俘获”。

所谓中子俘获,是指较轻的原子核与中子发生碰撞,并形成较重的原子核的反应,在中子俘获发生后,原子核通常都会变得不稳定,在这种情况下,它们就会发生β衰变,具体表现原子核内的中子衰变成质子,从而使其原子序数增加。

比如说如果一个铁-56原子核俘获了一个中子,那么它就成了铁-57,当其原子核内的一个中子发生β衰变后,其原子序数就会增加1,于是它就成了钴-57。

一个较轻的原子核想要通过中子俘获形成像黄金这样重的元素,就必须在极短的时间内俘获到大量的中子,这也被称为“快中子俘获”,据我们所知,在宇宙中只有两种情况可以提供这样的环境,一个就是前面我们提到的超新星爆发,另一个则是中子星碰撞。

顾名思义,中子星就是主要由中子构成的星球,它们其实就是大质量恒星在发生了超新星爆发后留下的致密核心。

在太阳系中,哪里的黄金最多?

当两颗中子星发生碰撞时,同样会发生猛烈的爆炸,大量的中子会因此而被抛出,在失去了重力的束缚之后,一部分中子很快就会衰变成质子、电子以及中微子,然后形成一些较轻的元素(其中会发生核聚变反应),在此之后,“快中子俘获”就会发生,进而形成大量的重元素,而黄金就是其中之一。

以上就是宇宙中黄金的形成过程,据此我们可以清楚地知道,太阳系中的黄金当然也是来自于超新星爆发和中子星碰撞。

在太阳系中,哪里的黄金最多?

太阳系诞生于大约46亿年前的一片巨大的原始星云,在这个时候,宇宙中早已发生了不计其数的超新星爆发和中子星碰撞,它们产生的黄金也已经扩散到宇宙各处,因此在太阳系诞生的原始星云中,也存在着一定数量的黄金,从整体上来讲,这些黄金在星云中的分布应该是较为均匀的。

所以一个合理的推测就是,在太阳系中,太阳上的黄金是最多的,毕竟它占据了整个太阳系的大约99.86%的质量。那事实是否真是如此呢?答案是肯定的。

早在2014年的时候,科学家就通过对太阳的光谱分析确定了太阳中的黄金含量,其比例大概是每1万亿个氢原子,就有8个金原子,据此可以估算出,太阳上的黄金高达2.34 x 10^21千克,也就是234亿亿吨。

这是什么概念呢?这样说吧,如果把太阳上的黄金全部开采出来并堆成一个立方体,那么这个立方体的边长就有大约495公里。作为对比,在太空中运行的空间站的轨道高度为400公里,也就是说,假如我们把这个立方体放在地球表面的话,那么它的高度将比空间站的运行轨道还要高大约95公里。

在太阳系中,哪里的黄金最多?

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