核酸检测|对地壳的研究,暗示着超新星并不是金矿


核酸检测|对地壳的研究,暗示着超新星并不是金矿
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【核酸检测|对地壳的研究,暗示着超新星并不是金矿】
核酸检测|对地壳的研究,暗示着超新星并不是金矿
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新数据表明 , 恒星爆炸不可能是重元素的主要来源 , 嵌入地壳中的少量钚原子有助于解决自然界中最重元素的起源问题 。 长期以来 , 科学家们一直怀疑金、银和钚等元素是在超新星爆发时诞生的 , 当恒星爆炸时 。 但一项新的研究表明 , 典型的超新星无法解释我们宇宙邻域中重元素的数量 。
这一结果支持了天体物理学家最近发生的转变 。 标准的超新星已经失宠 。 相反 , 研究人员认为重元素更有可能在两颗被称为中子星的致密死星或某些稀有类型的超新星 , 例如由快速旋转的恒星形成的超新星 , 在碰撞中形成 。
重元素可以通过一系列反应产生 , 其中原子核随着它们迅速吞噬中子而膨胀得越来越大 。 这一系列反应被称为 r 过程 , 其中“r”代表快速 。 但是 , 科学家到目前为止还不确定 r 过程的位置在哪里 。这就像是我们有一个聚会的邀请名单 , 但没有表明聚会的地点 , 所以 , 你知道都有谁在聚会 , 而不知道聚会的地点在哪里 。
科学家们认为 , 在 2017年发现中子星碰撞产生重元素后 , 他们有了答案 。 但是重元素出现在非常古老的恒星中 , 这些恒星形成得太早 , 中子星来不及相撞 。 德国达姆施塔特技术大学的理论天体物理学家阿尔穆德纳·阿科内斯 没有参与这项新研究 , 她说:“我们知道肯定还有别的东西 。 ”
如果附近最近发生了 r 过程事件 , 那么产生的一些元素可能会降落在地球上 , 在地壳上留下指纹 。 从 410 克太平洋地壳样本开始 , 使用粒子加速器来分离和计数原子 。 在一块样品中 , 科学家们搜索了各种称为钚-244 的钚 , 它是由 r 过程产生的 。 由于在 r 过程中 , 重元素总是以特定的比例一起产生 , 因此钚 244 可以作为其他重元素的代表 。 科学家们发现了大约 180 个钚-244 原子 , 它们在过去 900 万年内沉积在地壳中 。
       科学家分析了地球深海地壳的样本 , 以寻找具有宇宙起源的钚和铁原子 。 研究人员将钚计数与已知来源的原子进行了比较 。 铁 60 由超新星释放 , 但它是由恒星的聚变反应形成的 , 而不是 r 过程的一部分 。 在另一个较小的样本中 , 该团队检测到大约 415 个铁 60 原子 。
钚 244 具有放射性 , 衰变的半衰期为 8060 万年 。 铁 60 的半衰期甚至更短 , 为 260 万年 。 因此 , 在 45 亿年前地球形成时 , 这些元素不可能存在 。 这表明它们的来源是一个相对较新的事件 。 当铁 60 原子根据它们在地壳中的深度以及它们在多年前沉积的时间进行计数时 , 科学家们在大约 250 万年前和大约 650 万年前看到了两个峰值 , 表明两个或最近发生了更多的超新星 。
科学家们无法确定他们探测到的钚是否也来自那些超新星 。 但如果确实如此 , 研究人员计算出 , 这些超新星中产生的钚的数量将太少 , 无法解释我们宇宙附近重元素的丰度 。 这表明常规超新星不可能是重元素的主要来源 , 至少在附近是这样 。
麻省理工学院的天体物理学家安娜·弗雷贝尔没有参与这项研究 , 他说 , 这意味着 r 过程的其他来源仍然需要 。 超新星只是没有分割它 , 测量提供了我们宇宙角落中 r 过程的快照 。 这实际上是第一次探测到这样的东西 , 所以 , 这真的非常好 , 对科学家们的研究有很大的帮助 。