南极洲陨石中有神秘星尘,新星爆炸和太阳系起源有何关联?

2019-06-25| 发布者: 水晶源| 查看: 128

在南极洲的陨石之中,科学家们发现了一小块隐藏的星尘,它的形成时间可能比太阳系更久远:在我们所在的太阳系形成之前,发生了一次古老的恒星爆炸事件,而它则被弹射到了我们的天体附近。同时,研究人员还表示这样古老的物质只有1/25000英寸,它的形状和“羊角面包的形状”类似,它的发现可以告诉我们关于太阳系起源的一两件事。

显微镜下的它是什么样子

为了研究星尘,科学家们使用了各种类型的显微镜,发现它其实是由硅酸盐(一种硅和氧组成的盐)和石墨(一种碳)组合而成。与此同时,科学家们还对这些成分和模型进行了对比,从而确定了它的来源:可能是来自一种叫做新星的特定类型的恒星爆炸。

所谓新星爆炸,指的是发生在白矮星和普通恒星之间的能量交换,在这个过程中,这颗恒星燃烧掉了大部分核燃料,而白矮星则将另外一颗恒星作为自己的食物,吸收了足够的新材料,然后在这次巨大的爆发中让自己重燃,紧接着再将物质喷射到太空之中。这也就是样本LAP-149星尘的形成,最后通过星际空间进入了太阳系附近。

通过新星爆炸跟踪宇宙进化历程

跟踪宇宙如何在进化历程中播种重元素物质,超新星爆炸的出现时间是宇宙大爆炸之后仅30亿年的时期,科学家们所采用的方法能够发现数万颗远古超新星。一颗稳定的恒星,核心温度上限一般为60亿K,当巨大质量的恒星内部温度远远高于其表面的时候,最大的超巨星的核心温度会超过10亿K。当温度超过,恒星内部物质发射出的光子能量会很高,可以达到互相撞击转化为正负电子对的程度。

正是因为这样的反应,恒星失去了自己的稳定,最后在异常巨大的爆炸中毁灭。在恒星的内部,主要是依靠核聚变来产生能量,通过这些能量对抗恒星本身的万有引力,恒星的万有引力会和能量释放形成的向外扩张力形成制衡,从而达到稳定。也就说,在这个过程之中,恒星内核中的质量会堆积,然后引力越来越大,消耗氢的速度也会随之加快。

其实,许多距离地球遥远的超新星爆炸事件,一般都是在发生之后才被发现,因为光总是以有限的速度进行传播。超新星的光谱分析,可揭示爆炸恒星的化学成分,也就是说,科学家们可以通过观测多个超新星爆炸,从而达到跟踪宇宙进化历史的h化学成分的目的。我们将能够看到更遥远的超新星爆炸,甚至包括真实观测到至今仍‘存在’的宇宙首个恒星。

具有高水平的特殊碳的星尘

Tom Zega是亚利桑那大学月球和行星实验室的副教授,也是这次研究的共同作者。他表示,古代恒星的化石遗物,就像这些“星尘颗粒”一般。还有一点很重要,因为它具有高水平的非常特殊的碳(碳-13)形式或同位素,所以必须从远处传播这片星尘。但是,之前从太阳系采样的任何物体中,都不曾看到过如此高的水平。

堕落之星是来自天空的石头

比如,在1864年,有一个被叫做Orgueil的陨石坠落在法国,并且在2011年被科学家们掀起了一场风暴,美国宇航局科学家理查德·胡佛认为,扫描电子显微镜下看到的陨石中的细丝,可能是外星细菌的证据。 然而,其他科学家称之为犯规,指出这些结构可能是由非有机过程造成的。

当流星进入行星的大气层之时,它穿过天空的明亮路径,这就是被大家称为的流星。地球上发现的残余物,则被称为了陨石,这便是当流星穿过大气层,却没有完全燃烧所形成的产物。偶尔,陨石也会给地球带来新的东西,比如那一枚落在非洲西北部的45亿年前的陨石,科学家们在它的内部发现了一种叫做krotite的矿物质。在以前的探索中,从未在自然界中发现它的存在。并且,只有在高温和低压的环境下才能形成的它,很可能就是新兴太阳系中最早的矿物之一。

陨石本身的年龄更老的星尘

因为爆炸的发生,这些成分被抛入了星际空间,最终才形成了行星的种子。如此古老而罕见的发现,对我们深入了解太阳系的形成会有很大帮助。通过观测结果,进一步证明了:建造太阳系,来自新星爆炸的富含碳和氧的颗粒对此有相当大的助益。虽然目前发现的星尘对科学家们来说还太小,但根据它来自陨石和自身的成分,可以推论出它至少已经有45亿年的历史,也就是我们的太阳系刚刚形成的时候。

宇宙中各种恒星的灰烬正在褪色或消失,这些便是其中的一些。另外,科学家们通过使用放射性同位素对陨石进行老化,结合它们被发现的时候是保存在陨石内,从而得出它们会比陨石本身更老。像LAP-149这样非常原始的陨石,很可能是太阳和行星形成之后的剩余物。这种原始历史的存在是惊人的,科学家们希望在未来可以分析更大的星尘标本。

为何有构造太阳系这一说法

宇宙一直处在不断的变化之中,太阳系自然也不会是一开始就存在、并且会永远保持现状下去。太阳系的形成也需要很多构造条件,虽然目前我们尚不完全清楚其中的细节。宇宙中除了太阳系的星球,也还有很多系外行星。科学家们目前发现的最年轻的系外行星,要比我们的太阳系年轻得多,距今不到100万年。

直到20世纪90年代,系外行星才得到证实,天文学家们确信它的存在并不只是一厢情愿,而是因为我们的太阳和其他星球旋转的速度较慢,科学家们参与了一系列早期的系外行星发现。在系外行星被发现的时代之前,仪器只能测量低至每秒一公里的恒星运动,对于检测由行星引起的摆动来说并不精确。即使是那些更好的仪器,但也会因为天文学家的经验差别,有的人会更能从数据中挑选出微妙的信号。

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