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中子星:揭上帝的相对论重粒子对撞机

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中子星:揭天主的相对论重粒子对撞机

科学的巨大之处在于能够向咱们叙述咱们是从哪里来的。不是指咱们的个别,不是指人类,也不是指行星,而是指咱们是由什么组成的。世界大爆炸铸造出了组成咱们的全部基本粒子——电子和夸克——后者组成了质子和中子。下面就由本文向咱们说明天体原理吧!

在世界的前期阶段,在一片原始的紊乱中,物质被发明了出来。可是这个创世熔炉跟着世界的胀大而逐步冷却了。第一轮的发明没有能够呈现比锂更重的原子,而锂是一种轻元素,仅排在氢和氦之后,列第三位。假设元素的发明到此为止,那么世界就会变得适当庸俗。

  

幸亏恒星接过了这一棒。超新星的迸发,以及在那些行将逝世恒星的外壳中,强壮的力气把原子核焊接了起来,发明出更重的元素。卡尔·萨根的名言:咱们,以及咱们生射中的全部全部,都来自恒星——就是受了这一发明进程的启示。

  

可是这个浪漫的故事并未就此完毕。恒星能发作的重元素并不太多,因而咱们今日所见的各式各样的元素必定来自其他地方。有痕迹标明,其他的重元素很可能来自世界中最独特的居民之一——中子星。

  

曹奎

  

中子星是质量比太阳大许多的恒星在临终迸发后留下来的密度极高的残骸。这些独特的天体间假设发作磕碰兼并,那么就会发作亮堂的短伽玛射线暴(GRBs)。它能为金,以及其他大个儿原子核的构成供给适可而止的原材料和满足的能量。

  

伽玛暴最早发现于20世纪60年代晚期,其时有一些人造卫星被规划用来检测不合法核试验,可是它们却意外地发现了来自深空的伽玛射线耀斑。军方于1973年将这些发现解密,随后学界开端研讨它们,想知道它们是什么,完结这一使命花掉了将近20多年时刻。

  

在天文学中,研讨伽玛射线是比较困难的。它们无法穿透地球的大气层,也不会像一般辐射那样被反射。这些特色,以及由于军方保密的原因,大大地阻止了揭开伽玛暴奥妙的进程。

  

在一段时刻内,学界中简直全部人都在评论伽玛暴,由于咱们连它们究竟是发作在银河系内,仍是银河系外,都不清晰。

  

一颗搭载有暴及瞬态源试验设备(Burst and Transient Source Experiment (BaTSE))的人造卫星升空,数据缺少的情况才有所好转。经过这颗卫星,天文学家确认了伽玛暴的两个类型:短伽玛暴和长伽玛暴。

  

短伽玛暴从发作到完毕不会超越2秒;而长伽玛暴可继续数分钟。1997年后,新取得的依据标明伽玛暴来自于银河系以外。这便意味着伽玛暴具有极高的能量,是一些特别强壮的世界事情,由于它们间隔如此悠远,在事发数十亿年后,射线仍能抵达地球,并被咱们调查到。

  

随后事态开端变得亮堂起来。长伽玛暴较为亮堂,也较为常见,它们发作自极大质量恒星所带来的超新星迸发。超新星一般呈现在产星区内,那里有许多大质量的恒星,它们的生命周期很短,因而迸发也较为常见。

  

可是短伽玛暴不一样,它被认为是重元素发作的源头。2005年,科学家Derek Fox及其同僚在《天然》杂志上宣布了一篇论文,论述了他们怎么使用X射线和射电调查,断定了一次短伽玛暴发作的方位。他们指出,这个发作伽玛暴的区域并非星系中一般发作超新星迸发的区域。

  。

  

因而学界对短伽玛暴的研讨现已开端转向,许多人开端支撑中子星磕碰假说。这是由于这类迸发继续时刻极短,而一般恒星的迸发进程中有很多的原子核需求发作磕碰,还要发作其他一些有意思的现象,因而所需时刻远不止2秒。

  

而中子星的相撞与之比较则适当敏捷。中子星的全部质量都被紧缩进了一个别积只适当于人类城市规模的球体中(外星城市另当别论)。它们不发明原子,而是一种原子核的物质形状:中子和其他粒子都被紧缩进了一个火热的小球中。

  

假设超新星是氢弹,那么中子星就是天主的碰碰球或粒子对撞机。它们被紧缩起来,并在瞬间释放出来的能量在世界间是无与伦比的。

  

中子星的相撞就象相对论重离子对撞机,原子核对撞的速度将挨近光速,相撞的结果是交融和重组,它们所混含的各类原子核会以一种十分有意思的方法重组。

  

短伽玛暴标志的是那些原子核中含有很多中子的重元素的诞生——而中子星有的是中子。世界中简直全部的金,和地球上全部的稀有金属,如铕,都诞生自这些磕碰。

  

近年来,在对伽玛暴的观测中,又取得了对中子星相撞假说更为有利的依据。尽管仍有一些疑团需求解开,比方这些伽玛暴的产品是怎么集合在一起,成为新恒星或新行星的原材料的。可是能够清晰的是,这类大磕碰是重要的世界物质铸造进程。

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