太陽系中的黃金是從哪里來的?在太陽系中,哪里的黃金最多?

在太陽系中,哪里的黃金最多?要回答這個問題,我們首先需要弄清楚太陽系中的黃金是從哪里來的。

根據科學界的主流觀點,我們所處的宇宙誕生于大約138億年前,在剛開始的時候,宇宙中只有非常輕的元素,其中絕大多數都是氫和氦,而像黃金這樣的重元素,在當時的宇宙中根本就不存在。

在接下來的時間里,宇宙中的物質在引力的作用下開始凝聚,在物質足夠多的區域,就會逐漸凝聚成一個個巨大的天體,當它們質量增大到一定程度的時候,其核心的物質就會因為自身的引力坍縮所造成的高溫高壓而發生核聚變反應,同時釋放出大量的能量,從此成為一顆顆閃亮的恒星。

所謂核聚變反應,是指較輕的原子核聚合成較重的原子核,例如氫可以聚變成氦、氦可以聚變成碳,由于要引發更重元素的核聚變,就需要更高的溫度和壓強,因此只有在那些質量非常大的恒星,其核心區域才可以具備足夠高的溫度和壓強,進而啟動一輪又一輪的核聚變,聚變出越來越重的元素,如氧、氖、鎂、硅等等。

然而當核聚變進行到鐵時就無法繼續了,這是因為鐵的核聚變不會釋放能量,反而會吸收能量,因此當恒星內部的核聚變進行到鐵的時候,其內部就會忽然失去抵抗其自身重力的能量,于是恒星就會迅速坍塌。

與此同時,恒星核心物質中的電子會被巨大的壓力壓入原子核,進而與其中的質子結合成中子,這些中子與原本的中子緊緊地挨在一起,形成了一個以「中子簡并壓」支撐的致密核心,當恒星外層的物質以極高的速度沖擊這個致密核心時,就會發生猛烈的爆炸,這也被稱為「超新星爆發」。

很明顯,黃金是比鐵重得多的元素,因此黃金并不是恒星核聚變的產物,實際上,宇宙中的黃金來自于另一種核反應——「中子俘獲」。

所謂中子俘獲,是指較輕的原子核與中子發生碰撞,并形成較重的原子核的反應,在中子俘獲發生后,原子核通常都會變得不穩定,在這種情況下,它們就會發生β衰變,具體表現原子核內的中子衰變成質子,從而使其原子序數增加。

比如說如果一個鐵-56原子核俘獲了一個中子,那麼它就成了鐵-57,當其原子核內的一個中子發生β衰變后,其原子序數就會增加1,于是它就成了鈷-57。

對于較輕的原子核來講,想要通過中子俘獲形成像黃金這樣重的元素,就必須在極短的時間內俘獲到大量的中子,這也被稱為「快中子俘獲」,據我們所知,在宇宙中只有兩種情況可以提供這樣的環境,一個就是前面我們提到的超新星爆發,另一個則是中子星碰撞。

顧名思義,中子星就是主要由中子構成的星球,它們其實就是大質量恒星在發生了超新星爆發后留下的致密核心。

當兩顆中子星發生碰撞時,同樣會發生猛烈的爆炸,大量的中子會因此而被拋出,在失去了重力的束縛之后,一部分中子很快就會衰變成質子、電子以及中微子,然后形成一些較輕的元素(其中會發生核聚變反應),在此之后,「快中子俘獲」就會發生,進而形成大量的重元素,而黃金就是其中之一。

以上就是宇宙中黃金的形成過程,據此我們可以清楚地知道,太陽系中的黃金當然也是來自于超新星爆發和中子星碰撞。

太陽系誕生于大約46億年前的一片巨大的原始星云,在這個時候,宇宙中早已發生了不計其數的超新星爆發和中子星碰撞,它們產生的黃金也已經擴散到宇宙各處,因此在太陽系誕生的原始星云中,也存在著一定數量的黃金,從整體上來講,這些黃金在星云中的分布應該是較為均勻的。

所以一個合理的推測就是,在太陽系中,太陽上的黃金是最多的,畢竟它占據了整個太陽系的大約99.86%的質量。那事實是否真是如此呢?答案是肯定的。

早在2014年的時候,科學家就通過對太陽的光譜分析確定了太陽中的黃金含量,其比例大概是每1萬億個氫原子,就有8個金原子,據此可以估算出,太陽上的黃金高達2.34 x 10^21千克,也就是234億億噸。

這是什麼概念呢?這樣說吧,如果把太陽上的黃金全部開采出來并堆成一個立方體,那麼這個立方體的邊長就有大約495公里。

作為對比,在太空中運行的空間站的軌道高度為400公里,也就是說,假如我們把這個立方體放在地球表面的話,那麼它的高度將比空間站的運行軌道還要高大約95公里。

好了,今天我們就先講到這里,歡迎大家 關注我們,我們下次再見。


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