著名天文学家卡尔·萨根曾经说过一句十分形象的话:“我们都是星尘。”地球上的生命乃至整个地球都是来自上一代恒星爆炸之后的残余物。在宇宙从大爆炸中创生之后的最初阶段,宇宙中的元素几乎只有氢(约占75%)和氦(约占25%),以及极少量的锂(约占0.0000001%)。但我们知道,地球上几乎包含了元素周期表中的所有天然元素,那么,包括金在内的这些元素是如何产生的呢?
这一切与恒星有关,氢和氦聚集在一起形成恒星。在恒星的中心区域,氢通过核聚变形成氦,同时放出光和热,恒星在此阶段可以持续很长的时间,我们的太阳目前就是处于这个阶段。当恒星中心区域的氢耗尽时,氦将会通过核聚变形成碳。如果恒星的质量小于1.44倍的太阳质量,它将不会再继续核聚变反应,中心将会坍缩成白矮星。如果恒星的质量较大,碳还会进一步聚变成氖,氖聚变成镁。此后是氧聚变成硅,硅聚变成铁,而铁进一步发生核聚变反应所需的能量大于所能放出的能量,所以核聚变反应无法再维持下去,恒星将会爆发成超新星,中心将会坍缩成中子星或者黑洞。
天文学家认为,只有诸如超新星爆发、中子星碰撞这样的高能宇宙事件才能使核聚变反应更进一步,从而产生更重的元素,这其中包括金和铂等重元素。就在不久前,激光干涉引力波天文台(LIGO)探测到了中子星碰撞所产生的引力波(GW170817),并且在可见光、无线电波、X射线和伽马射线波段也都探测了这一起事件。通过分析,天文学家发现这次中子星碰撞产生了50倍地球质量的银、100倍地球质量的金以及500倍地球质量的铂。
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