恒星——造物主的技术生产基地
太阳对于我们的作用似乎仅仅是一个能量的来源,其实在宇宙中,太阳不仅是能量的源泉,它还是真正的造物主或者说是宇宙这个造物主的技术生产基地。
图解:恒星(太阳)
现在我们知道宇宙有100种左右的元素在创造复杂的事物时它们必不可少,但是宇宙在创生的时候并没有携带元素,就像宇宙一开始是从无到有一样,元素也是在宇宙中被逐渐制造出来的。 早期宇宙大概只有两种元素:
这是因为元素的合成需要很高的温度,从太阳的原子核碰撞原理上就可以知道,高温才能使原子核碰撞,而只有原子核的碰撞才能产生能量,同时产生新的元素,最早的宇宙温度的确比现在高得多,在即便是很松散的结构中,温度也足以使原子核保持高速运动的状态,而宇宙却在冷却,它的温度很快就降低到1000万度以下,已经不可能再合成新的元素了,那么当宇宙整体开始冷却。
宇宙抛出弥漫的物质之后,引力就开始发挥作用了,空间越大引力就越有空可钻,因为空间大就会形成不均衡,而不均衡就是引力的动力,宇宙的物质很快地被引力撕碎了,宇宙均匀弥漫的气体开始了集团化,引力在这些集团中是真正的主宰,虽然在一个原子核里引力完全可以忽略,甚至在像人体这么大的物体上引力的作用也可以被忽略,但在地球这样的尺度上,引力就起了决定性的作用,而到了太阳这样的尺度,引力更厉害了,它能让宇宙中最初级的元素氢元素聚变成氦元素,它还能把氦元素聚变成碳元素,不过在像太阳这样聚变阶梯上,元素的合成也可能也就到此为止了。
引力只能在碳元素面前屈服,因为碳元素由12个氢原子核组成,电磁力也要大得多,而太阳的核心温度也只有1500万度,还不足以让原子核的运动达到能量碳元素的原子核的电磁力也无法阻挡它们冲撞程度,这就是说像太阳这样的恒星只能制造包括碳在内的大约10来种元素,因为当聚变到碳元素的时候比如锂、镁、铍等轻元素也就捎带出来了,但比起宇宙间所有的100多种元素而言显然这是不够的,那么什么地方能够制造更多的元素呢?
还是恒星,只不过是大恒星,宇宙中的很多事情从操作上看思路似乎很简单,但是能够达到完全不同的效果。
图解:元素周期表
首先是恒星核心的温度更高,高的不可思议,将会达到几十亿度甚至更高,也就是说在大恒星的高温中没有元素可以用电磁力来阻挡它们之间的相互碰撞,于是元素的聚变就会不断地进行元素从较轻的元素不断聚变成更重的元素,在一个恒星中可以产生5~6个聚变层,而每层都有若干种元素在聚变,在这种洋葱式的聚变中,恒星等于同时变成了5~6个太阳,它们相互套在一起产生极大的能量,同时也产生了极大的体积。一个比太阳大8倍的恒星就能这样,因而就不会遭到任何元素的阻挡,它会变成直径可以延伸100亿公里左右的大火球,差不多是我们太阳直径的100万倍以上,这种恒星就叫做——红超巨星。
图解:恒星体积对比
实际上,恒星中的每一次巨变都是往里充气,因此恒星就会变得非常的巨大,这就是能量的气球,不过大恒星的寿命要比小恒星短的多而且是成平方式的骤减,一个比我们太阳大8倍的恒星,它的寿命可能只有几百万年,当然生命的进化根本就不可能依靠它们,所以当去寻找地外生命时,一定首先要找到小恒星,因为小恒星的寿命才长久,而生命的进化肯定是一件不能着急的事情。大恒星的聚变开始时可能还慢一些,它的氢元素聚变可能会持续100万年,而氦元素就可能只有10万年了,到了硅、铝等金属元这里甚至只有几天或者几个小时就消耗完了,这个时候恒星就进入到最后的倒计时,因为在宇宙中核聚变并非完全按照引力加温度的模式来进行,实际上在聚变的链条中有一个非常可怕的环节——铁。
图解:铁聚变
所有比我们太阳大8倍的恒星都将在铁元素这寿终正寝,而所有的元素也将在铁元素的作用下最后形成,恒星是一个由能量维持的大气火球,是一颗由火和气的建筑,它不断长大是因为有核聚变的支撑,当大气火球越变越大时其实也就越危险了,就像大楼造的越高,地基越要坚固一样,但当聚变到铁元素的时候,情况会突然发生逆转,铁元素的聚变时结构不太稳定了,不仅不释放能量而且还吸收周围的能量,这就意味着恒星这座巨大的建筑的地基崩溃了,也就意味着恒星的整体坍塌。
图解:恒星坍塌
在宇宙中大级别的自由落体是非常可怕的,整个恒星的物质在1秒钟之内全部塌方到了它的核心,这是一个巨大质量的运动物体突然被迫静止的一瞬间,释放出的由未能转换为动能再转换为热能的过程,这个能量远远超出恒星内部的核能,其温度也在瞬间远远高出核能,总之宇宙的这一釜底抽薪局部上得到了极高的温度和压力,虽然这个极高的能量在宇宙中只能维持1秒钟左右,但是足以完成宇宙赋予它的使命,制作出所有的元素,在这一瞬间宇宙中,一个巨大无比的炽热的几百亿公里辽阔的火球消失了,一切正在燃烧的熊熊烈火被无形的手拉向一个高度压缩的极小的核心,这个核心可能只有原来巨大恒星的1万亿分之一,这只是一瞬间仅仅是1秒,接着在那个被压缩到的极小的点上,亮起了灿烂耀眼的光芒,一下子把宇宙的这一部分加亮了1000亿倍,原来的巨大的红色巨星和它的亮度相比,就像巨大的探照灯旁边的一只微弱的烛光,这就是——超新星爆发。
图解:超新星爆发
物质的剧烈反弹与从核心涌出的光子和各种高能射线形成了超级宇宙风暴,这个由动能造成的能量居然比由核能点燃的恒星要明亮1000亿倍,可以说一颗超新星的能量可以等同于一个拥有几千亿颗恒星的星系,这是个明亮的瞬间,宇宙的一切物质都应该被这一瞬间感动,因为宇宙中物质演化的全部奥秘,就在这一瞬间之中,极高的能量将产生出宇宙构造的大千世界的全部专网,100余种元素。
图解:蟹状星云——超新星爆发遗迹
意义就是不仅在超级能量中制造出超级元素,而且还要把这些元素播撒出去,因为如果没有特殊手段,宇宙一旦被引力束缚住,就很难再挣脱它的控制,犹如人们在高压锅里焖煮了一锅好菜,高压锅的盖子却打不开,在引力的核锅炉中合成的所有元素,终究难以逃脱这个锅炉的束缚,而超新星的爆炸恰恰粉碎了引力这个高压锅,让宇宙中的好东西能够自由自在地的在宇宙中飘荡,100余种元素的气体在宇宙中飘荡就能创造宇宙的一切奇迹,包括我们(人类)这种不可思议的智慧生命。
所有符合直觉的东西不一定是对的,空间就是维度里最奇特的代表
越是符合直观的东西,越有可能违背基本的物理定律
如题目所言,铁是恒星热核聚变所能够合成的最重元素,这当然是对于大质量恒星而言。像太阳这种质量的恒星,当生命终结时,只能从氢到氦,再聚变到碳为止,最终的碳核不会继续聚变。但更大质量的恒星在氢氦燃烧殆尽时,还可以继续燃烧碳核,产生更重的元素钠,镁等,一直到铁元素。
而铁的原子核的集合能是最大的,所以恒星聚变到铁的阶段,就不可能继续燃烧了。这时就不再有核聚变反应的张力来对抗恒星巨大的引力,大质量恒星中心的铁核就开始加速坍缩,剧烈的坍缩出现后,恒星外层的物质也会向内坠落,在这个时候就出现了超新星爆发。恒星的外壳会在超新星爆发中被抛射向宇宙,而中心的内核会以中子星或者黑洞的形式存在。
超新星大爆炸的极端高温高压状态,就会合成出被铁更重的元素,例如黄金等重金属元素,从而抛向太空,这些超新星的各种抛射物可能成为新一代恒星系的原料,形成新的恒星系统就像我们现在的太阳,地球以及生命。
说出来你可能不信,我们常见的金、银、铜等重金属,都来源于超新星爆发!
铁,以及铁之前的元素,例如碳、氧、钙等元素,都来源于恒星的核聚变,在这个过程中,原子序数低的元素会结合称原子序数高的元素,同时产生能量。比如氢就可以结合成氦,同时产生能量。
但这个过程并不能一直持续下去,一旦元素的序数超过了铁,核聚变就无法产生能量了。相反的,反而会吸收能量。一个反应如果吸收能量,只要没有外界的能量输入,那就是无法持续的。
所以铁之后的元素都不是靠核聚变产生的,它们,靠的是超新星爆发。
超新星爆发的主要能量,通常来自于引力。恒星自身的核反应无法支撑自己的质量之后,就会开始坍缩。同时引力势能转化为巨大的热能,引发超新星爆发。
在这个过程中,吸热的核聚变得以发生,从而产生了我们今天熟悉的铜、金等重金属。
由于铁的核聚变反应会消耗恒星的能量,引发恒星内部失衡,进而无法再继续进行核聚变合成更重的元素。就目前已知的情况来看,超铁元素的来源有两种。
第一种是大质量恒星的超新星爆发。当铁的核聚变引发恒星爆炸之后,将会产生相当多的自由中子。通过慢和快中子过程,铁原子能够俘获自由中子,进而不断合成出宇宙中自然存在的各种超铁元素,从第27号元素钴一直到第94号元素钚。通过核聚变合成的重元素以及通过铁原子俘获中子合成的超铁元素将会随着超新爆发而释放到太空中,并成为新的行星系统的原料,这为生命的出现提供了重要的基础,组成地球生命的重元素都是来自太阳系形成之前的某颗超新星。
第二种是两颗中子星的合并。根据去年发现的首例中子星引力波事件,中子星碰撞产生的碎片也会演变为重元素,比如金、铂。
恒星核聚变到铁的原因,是因为铁原子核里质子之间、中子之间、以及质子和中子之间的结合能是所有原子核中最大的,也就是说比铁原子核小的原子核,每增加一个质子或中子都是释放能量的,聚变到铁原子核之后,每增加一个质子或中子,都需要吸收能量。那么想生成比铁重的元素,也就是比铁原子核重的原子核,就需要外界输入大量能量。
之前认为这些重元素都来自于红巨星和超新星爆发,实际上通过核物理计算发现,小质量恒星的红巨星阶段原子核俘获中子是大部分碳和氮以及小部分较重原子核的来源(图中绿色部分),而大质量恒星的超新星爆发阶段的原子核俘获中子是大部分较轻元素的来源(图中黄色部分),剩下的部分来自白矮星爆发(图中银灰色部分)。
但核物理的计算同时发现,以上过程不会产生那些较重的放射性元素的原子核,宇宙中只有中子星合并这种罕见的高能事件才能生成这些原子核(图中紫色部分)。由于中子星合并一直没有直接的观测结果,直到去年这还只是一个假说,但是去年夏天LIGO观测到的引力波事件GW170817,直接证明了中子星合并事件的存在,为这个问题画上了圆满的句号。
恒星核聚变确实是到铁就结束了。
宇宙中的重元素比如金银等,都是超新星爆发的时候产生的。
一些比较大的恒星,在演化的晚期,热量已经不够维持星体的引力, 于是会朝内坍塌,在坍塌的过程中物质结构会炸裂。这个过程因为有巨大的引力势能转化为热能,温度也很高,所以发生了超新星爆发。这个爆发的瞬间就是会形成重金属元素。
这是目前的主流观点。
那么,恒星超新星爆发以后的残渣是什么呢?答案是中子星。中子星就已经不是正常的物质了,那些原子全部被引力压瘪了。因此,你可以认为金银等重金属元素是中子星产生过程中的逃命者。这些逃命者保持着原子结构,只不过成为了重金属原子。
当然了,不排除有别的物质机制可以产生重金属元素。尤其是在宇宙早期的时候,温度非常高,在这个大熔炉里,也许也能产生出重金属原子的原子核——当然这个情况很难发生,但也有小概率的。
氢氦锂铍硼,碳氮氧氟氖,钠镁铝硅磷……”对于大多数人而言,化学“元素周期表”肯定不陌生。然而,宇宙中除了氢和氦之外,其他重元素是如何形成的却还是一个未解之谜。
目前科学界普遍认为,一些重元素由氢与氦通过恒星内部核聚变反应产生。而恒星爆发成为超新星之后,又形成了另外一些重元素。然而,最近发表在《物理评论快报》上的一项新理论模型表明,微型黑洞从其内部毁灭中子星,可能也会制造出重元素,其中包括贵重的黄金。除此之外,对于重元素的来源还有一些其他推测。
重元素诞生于超新星爆发
大质量恒星核心核聚变产生了铁及其之前的重元素之后,恒星会剧烈坍缩形成超新星爆发,恒星中的铁元素在高温高压下,与自由中子、电子、质子等发生反应,产生铀之前的所有重元素。
目前科学界主流观点认为,在宇宙大爆炸之后的一段时期内,空间中充满了氢和氦这样最常见的轻元素,而宇宙中的一部分重元素来自于恒星内部的核聚变。
科学家指出,在极高的温度和压力下原子核外的电子可以摆脱原子核的束缚,使得两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起,发生原子核聚合作用,生成新的质量更重的原子核。这就是所谓的核聚变。而铁以前的重元素就都是在恒星的核心,靠核聚变产生的。
恒星诞生初期能量全部来源于氢聚变成氦。恒星对抗自身引力坍缩的能量来源就是聚变。当大质量的恒星上的氢燃烧完之后,会在自身引力作用下发生坍缩,这一过程会使得核心温度和压力大幅升高,然后达到发生氦聚变的条件,生成碳和氧。当氦逐渐消耗,恒星又开始坍缩,温度和压力进一步升高,碳、氧就聚变生成硅。然后同理,硅聚变生成铁,由于铁聚变产生的能量得不偿失,于是聚变的链条到铁就停止了。此时恒星最外到最里层依次是氢、氦、碳、硅、铁。
但恒星的演化到了这步并没有完全停止。由于恒星的高温不足以“烹调”出铁以后的元素,如铜、镍、锌、铀等。要想促使这些重元素的诞生,就需要一个更大的熔炉,即超新星爆发。
科学家指出,大质量恒星在产生铁核心之后,由于聚变反应的停止,核心会发生剧烈的引力坍缩,形成超新星爆发,铁元素会在极高的温度和压力下,与自由中子、自由电子、质子及其他原子核发生反应,产生出92号元素铀之前的所有重元素,并随着超新星爆发将它们扩散到宇宙空间中去。
两颗中子星发生碰撞,一部分物质会被抛入太空,这些物质中富含中子,很多中子射向“种子核子”,这样便会形成原子量越来越大的元素。
虽然大多数科学家认为,从铁到铀,自然界稳定存在的重元素中有约半数是大质量恒星在生命终结阶段发生超新星爆发时生成的。但也有科学家给出了不同的可能性,他们指出,这些重元素的起源可能是一种更加狂暴而罕见的机制——密度超高的中子星之间发生的相撞。
中子星是恒星衰亡并发生超新星爆发之后残留的遗骸,其密度极高。直径数百公里的一颗中子星,质量可以和太阳一样甚至更高。在地球上,如果你拿着一勺中子星物质,那么这一勺子物质的重量将达到50亿吨。
尽管绝大部分中子星都孑然一身,但也会有两颗中子星组成双星系统,它们可以在一起相互绕转数十亿年,但是在这一过程中会逐渐相互靠近,直到有一天,这两颗中子星终于陷入毁灭性的相撞。
美国哈佛史密松天体物理中心的科学家艾多·贝格说,这时候两颗中子星的绝大部分物质会发生进一步坍缩,形成黑洞,而另外一部分物质会被抛入太空。这些物质中富含中子,这样便会形成原子量越来越大的元素。美国加州大学伯克利分校天体物理学家丹尼尔·卡森解释说,你需要很多中子并将它们射向那些“种子核子”,才能合成那么重的元素,比如金、铅,或者铂。这就像是 汽车 挡泥板上不断累积的泥浆一样。
科学家得出这一结论,缘于一次伽马射线暴。这次伽马射线暴距离地球约39亿光年,虽然持续时间不到0.2秒,但其红外线余晖却持续数天时间。科学家将观测的结果与理论模型进行对比之后,得出结论认为这是大量重金属元素形成之后产生的放射性辉光,而这些重元素是在一次中子星的撞击事件中产生的。
卡森对这次碰撞做了粗略的估算,认为这次事件中约产生了相当于20倍地球质量的黄金。这一数量的黄金足以装满100万亿个油桶。而且这次撞击事件中所产生的铂金数量甚至比产生的黄金还多7倍。
此外,科学家还在一个矮星系——网罟座二号9个最亮的恒星中发现了7个包含许多重元素的恒星,这比任何矮星系上发现的都要多。科学家表示,这些恒星上的重元素比其他相似星系上观察到的多了近100倍。而在一个矮星系上发现这么多重元素证明了网罟座一定发生过比超新星爆发还要罕见的事件,比如中子星撞击,因为大多数超新星爆发产生的重元素也远远达不到网罟座上那些重元素的惊人数量。
黑洞毁灭中子星成为重元素来源
原生黑洞从内部消耗中子星,使中子星收缩自转变快,最终导致一些部分甩离本体,这些富含中子的分离部分,很可能就是重元素的来源。
还有研究人员猜测,宇宙中的重元素(如金、银、铂和铀)可能是早期宇宙诞生时在黑洞的帮助下形成的。
在宇宙大爆炸时,其异乎寻常的力量会把一些物质挤压得非常紧密,形成了“原生黑洞”。这种黑洞并不是由恒星坍缩而形成的。理论上,原生黑洞比普通黑洞更小,甚至小到肉眼无法看到。
在这项最新研究中,研究人员认为原生黑洞会与中子星发生碰撞,中子星几乎完全是由中子构成,并且非常密集,原生黑洞将沉入中子星中心区域,从其内部吞噬它们。美国加州大学洛杉矶分校理论物理学家亚历山大·库先科认为,当这种情况发生时,黑洞会从内部不断消耗掉中子星,这个过程可能会持续1万年左右。之后,中子星随着自身的收缩,自转会变得越来越快,最终导致一些小的部分被甩离本体。而这些富含中子的分离部分,很可能就是重元素的来源。
然而,库先科同时表示,中子星捕获黑洞的可能性非常低,这种低概率与只有少量星系富含重元素的观察结果一致。形成于宇宙早期的黑洞与中子星相撞产生重元素的理论也解释了银河系中心区域中子星数量稀少的问题。据了解,今年晚些时候,库先科和同事们将与普林斯顿大学的科学家合作,对“中子星—黑洞”相互作用产生重元素的过程进行计算机模拟,并希望能通过将模拟结果与临近星系中重元素的观测结果进行比较,来判断地球上存在的金、铂和铀是否来源于早期宇宙中的黑洞
答:比铁重的原子,可以经历超新星等其他方式生成。
原子平均核子质量中,铁的平均核子质量是最低的。
意味着铁-56是最稳定的原子:
(1)比铁小的原子可以发生聚变,同时放出巨大的能量;
(2)比铁大的原子,可以发生裂变,也会放出巨大的能量;
(3)但是铁原子发生融合生成更重的原子时,就会吸收大量的能量;
恒星形成与演化理论指出,铁原子的聚合反应需要60亿度以上的高温,而恒星内部最高也只有几亿度,所以恒星内部的温度,不足以让铁原子发生聚合反应,恒星内部的核聚变到铁为止。
但是,大质量恒星在演化末期,有可能发生超新星爆炸,超新星爆炸的瞬间,在内部形成数十亿度的高温,就能达到铁原子聚变的条件,从而生成更重的元素。
有个说法:我们每个人身体中储存的重元素,都来源于地球形成前的某次超新星爆炸。
另外,除了超新星爆炸外,中子星合并等等剧烈的天文事件,也有可能达到铁原子聚变的条件。
到铁为止,那是大质量恒星的专利,像咱们太阳还没有机会到铁,到碳与氧就完事了。
那么宇宙中金银等重元素是如何来的呢?
铁元素以上可以通过大质量恒星的核聚变生成。在宇宙大爆炸初期原初核合成阶段,主要生成氢、氦、锂(少量)较轻的原子核。而像铍、硼、锂等轻原子核可以通过宇宙射线引起的聚变反应合成。
而硼之后的元素则是由恒星及其恒星事件来合成。
诸如:低质量恒星如太阳,可以演化到白矮星阶段,最终生成碳与氧构成的白矮星,当然如果恒星质量大一点,白矮星就会由氧、氖,镁元素构成。
大质量恒星(一般指8倍以上太阳质量的恒星),则会进行超新星爆发,超新星爆发是重元素的加工厂,宇宙中暴烈的天文事件,可以生成金银铂汞铅等等重元素。
(超新星爆发将会抛散出大量重元素。)
另外例如中子星的合并,黑洞的碰撞,中子星与黑洞的碰撞也会抛散出重元素。
所以,重元素的生成离不开高温与高压,像黄金,它在宇宙中的含量是很稀少的,这就是为什么各个国家都以黄金来做储备,而不用价钱更加昂贵的珠宝来做储备的原因了。
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首先要明白一点,核聚变发生有很重要的两个前提,一是恒星内部温度压力足够高,而是压力也不能太高,不然整颗恒星就会快速向坍缩,也就是说,核聚变产生的向外推力需要与恒星本身产生向外万有引力达到一种平衡!
这种严格的要求也说明了为什么恒星有最小和最大质量员要求,质量太小就形成不了恒星,因为内部温度压力达不到,比如说木星。质量太大也不行,因为万有引力太大,肯定会向内塌陷!
正是因为恒星的质量有限制,造成了核聚变并不能一直持续下去,通常情况下聚变到铁元素就停止了。
而一旦没有了核聚变,核聚变与万有引力之间的平衡就被打破了,万有引力就开始占据主导地位,整颗恒星开始急剧向内塌陷,造成的结果是温度压力等极速上升,到了一个临界值发生猛烈的爆炸,一颗超新星诞生了!
超新星爆炸瞬间产生的能量是超乎想象的,亮度极高,甚至能超过整个星系的亮度。同时,爆炸的瞬间由于温度压力非常高,铁元素也不得不开始聚合在一起,最后形成了我们常见的重元素,随着超新星的爆炸喷发到宇宙空间!
不过只有质量较大的恒星才会最终形成超新星,而向太阳这么大小的恒星不会形成超新星,最后只能形成白矮星!超新星爆发的结果除了形成更重的元素,留下的内核就是中子星或者黑洞!
核聚变到铁为止的说法是因为横恒星内部的聚变过程只能到铁元素,其根本原因是因为聚变到铁元素之后会吸收能量而不像之前的轻元素聚变释放能量。这也是为什么一个恒星开始生成铁元素的时候就意味着恒星的寿命开始走向尽头。
当恒星生成铁元素之后,其聚变过程会导致能量被聚变过程吸收,随着能量的缺失,恒星无法再维持其聚变过程,从而恒星上的物质开始无法抵抗自身的重力影响,然后星球崩溃,发生超新星爆炸。
绝大多数超过铁元素的物质都来自于超新星爆炸产生的高能引起的聚变反应,也随着超新星爆炸也让这些重核元素能够到达其他区域。
所以说,核聚变到铁为止的说法不正确,准确的说,恒星正常周期时内部的核聚变到铁元素为止。目前人工可以合成的元素质量已经远超过铁元素了很多了,在粒子对撞过程中需要消耗极大的能量。
根据欧空局普朗克卫星在2013年的观测结果,宇宙的年龄为137.98±0.37亿年,到2015年时数据更新为了137.87±0.02亿年,在天文学家的不断努力下,数字会越来越精确,相信距离真相也越来越近!
不过在人类将要窥见宇宙的真相时刻,欧洲航天局(ESA)的 Hipparcos观测结果显示,一颗HD星表上编号为HD 140283 的恒星年龄高达160亿岁!比宇宙的年龄还要长20多亿年以上?这不会是别的宇宙穿越过来的恒星吗?
关于HD 140283 恒星之谜HD 140283是一颗位于天秤座的贫金属次巨星,距离地球约190光年, 天文学家在100多年前就已经发现了它,但一直为它着迷,因为这颗恒星有一个速度达130万千米/小时(约360千米/秒)的自行速度,几乎就相当于银河系逃逸速度,因为在地球轨道附近,银河系的逃逸速度为110-120千米/秒,加上自转速度,这个逃逸速度就是360千米/秒左右。
HD 140283位置
当然除了这个因素以外,还有一个更吸引科学家的指标,就是它超低的金属含量,因为根据现代恒星演化模型,可以根据这颗恒星光谱中的金属含量推算出这颗恒星的年龄。根据Hipparcos(伊巴谷卫星)的观测到的年龄高达160亿岁,确实让科学家有些措手不及,如果是真的话,那么不是观测数据有误就是科学家此前的恒星模型错了!
HD 140283
但显然恒星模型不会错,因为恒星模型是以太阳观测为基础,关联了数百年的恒星演化,这个模型如果出错了的话,那人类的天文学可能面临重写。所以科学家相信肯定是观测出现问题了,因为影响天文学家对恒星年龄的判断上有一个非常重要的因素:
确认距离才能决定年龄
主序星需要根据恒星亮度才能准确评估大小和年龄,但与亮度有关的因素就是距离,所以距离是否准确就成了测定HD 140283恒星年龄的关键。Hipparcos卫星已经老态龙钟了,所以ESA请出了哈勃望远镜,从2003年开始到2011年总共获取了11组数据。
伊巴谷卫星
但显然还不够,ESA的科学家寻求了另一个辅助的距离测定方式,就是周年时差,在地球绕日轨道上和遥远恒星构成了一个三角形,再根据这个视差来测定精确距离。当然事情还没完,因为还需要另个非常关键的数据。
恒星演化阶段,这需要精确的光谱数据得出,根据哈勃的观测资料,宾夕法尼亚大学的天文学家Howard Bond重新考虑HD 140283的演化阶段,这颗恒星是一颗贫金属次巨星,它的特殊在于氦元素会重新经过对流进入内核,寿命很长的同时却会导致一个结果,恒星燃烧会越来越慢,这表示反推回去的年龄偏长,所以应该修正HD 140283的年龄为更年轻。
对流模型参考:红矮星和类日恒星差异
另一个关键是氧元素的比例,Howard Bond同时发现,这颗恒星的氧元素含量很高,它的氧和铁的比例远高于预期,因此这些多余氧和铁元素所以只能来自于诞生它的星云,而氧和铁元素则很明显是其它恒星制造后又超新星爆发的星云中,HD 140283则来自这片星云的某处。
ALMA和VLA射电望远镜在猎户座云中取得的300多个形成中的恒星盘
因此HD 140283的年龄不可能比宇宙的年龄更高,但Howard Bond依然失望了,因为根据这些数据修正后,HD 140283的年龄依然高达142.7亿年,尽管在这个数据上Howard Bond称误差为±8亿年,所以大家视而不见的用了它最年轻的下限,134.7亿年左右!
但问题是为什么HD 140283就不能是150亿年呢?
关于HD 140283 恒星为什么会有这么高速度和这么久的年龄,它来自于平行世界吗?这是一个难以回答的问题,假如HD 140283的年龄高达150亿岁,那么显然不是我们的大爆炸模型错了,就是我们对哈勃常数的测定错了,如果真是这样的话,那么这颗恒星只能来自于平行宇宙。当然假如真是这样的话,那就更好玩了,居然还存在平行宇宙,请问入口在哪里?如何到达那个平行宇宙?估计天文学家会崩溃或者欣喜若狂,没错,落差就是那么大!
霍金在时间简史中设想了平行宇宙的几种可能,一种是宇宙是循环的,这种宇宙会从大爆炸开始,从大坍缩结束,然后重新开始一轮新的循环,在这样的宇宙中时间没有开始也不会结束,而是永续,当然上一个大爆炸后的宇宙产生任何事件都与本宇宙无关,因为大坍缩和大爆炸抹平了一切。
另一种平行宇宙是大爆炸产生了多个宇宙,有的宇宙参数不合适无法形成生命,所以那些宇宙根本就不会存在那种为什么的问题,因为没有人提问!而有的宇宙则刚好参数比较合适,诞生了文明比如现在的宇宙。所以HD 140283恒星从另一个宇宙偶然间穿越到这个宇宙,为什么它的年龄比我们宇宙久?因为两个宇宙之间根本就不存在时间联系,也无法光速同步,所以年老或者年长不过是HD 140283发展过程中的某个片段而已!
还有另一个问题是HD 140283的速度为什么会那么高?
HD 140283的速度几乎就达到了银河系的逃逸速度,当然我们假设它达到了,因为这个速度就在临界点上,理论上从银河系中诞生的恒星不可能有这么高的速度,所以它只能来自于银河系以外,当然很久以前天文学家也是这么想的,但在发现了银河系中的超高速星之后,这个设想就成为泡影了!因为有另一种可能会让恒星达到逃离星系的速度!
这个模型就是双星系统被黑洞捕获时,一般的情况就是双星中一颗被黑洞捕获,而另一颗则会因为获得了黑洞引力加速效应而被甩飞,在很多情况下这个速度能达到星系逃逸的速度!
逃离星系的恒星示意图
如果想不明白的话,不妨想象一下链球运动员的动作,在链球运动员放手之前,他们会尽可能的增加转速,让链球保持一个极高的角速度,然后放手,链球就从切线方向飞走了!双星系统也是这样,引力就是它们之间的连接链条,当环绕黑洞速度越来越高时,双星的引力并不足以继续维持连接,此时另一颗距离黑洞比较远的恒星就被甩飞了!
飞向银河系的恒星和正在逃离银河系的恒星示意图
其实在银河系中这样的恒星还不少,逃离母星系它们将会成为流浪恒星,不过以这样的速度显然需要很久才能逃离,但HD 140283恒星显然不是一直就有这个速度的,因为它达到了光速的1.2‰,也就是一千年1.2光年,以这个速度横穿银河系也只需1.67亿年,无论是它134亿年还是150亿年,早已穿越本星系了!
所以HD 140283应该是一颗不久以前才被加速的一颗逃逸恒星!
银河系核球处是恒星最密集的区域,恒星密集度大约是太阳系所在的猎户座旋臂处的2万倍,它们都被中心的银心黑洞Sgr A*黑洞束缚在周围,但有一颗怪异的恒星却逃脱了黑洞的束缚,正在超高速冲向太阳系!
超高速恒星S5-HVS1
这颗超高速恒星是卡内基·梅隆大学麦维伦斯宇宙学中心的谢尔盖·科波索夫的科研团队在2019年发现的,他们展开的工作南天区恒星光谱巡天的一部分。S5-HVS1是一颗A型主序星,位于南天区天鹤座的。谢尔盖·科波索夫发现这颗恒星的光谱中蓝移量很大,经过仔细研究发现,这是一颗正在冲向地球的恒星,速度高达600万千米/小时(大约1700千米/秒),比绝大部分恒星的最高自行速度还要高十倍左右!
比如太阳系附近最高自行速度的恒星是巴纳德星,它的速度大约为110千米/秒,而S5-HVS1的速度整整是巴纳德星的15倍以上,幸亏S5-HVS1当前距离太阳系还有2.9万光年,即使以这个速度飞行,大约需要580万年才能到达太阳系!
黄圈处中心就是太阳系所在
看来各位还是不必担心它会撞上太阳,它需要580万年才到达太阳系,到那会,太阳系早随着银河系的自转转过了NNN光年,担心是多余的!不过各位可要注意了,经过谢尔盖·科波索夫的溯源研究,发现它从500万年前就出发了,也就它可能是从银河系另一端过来的,而且穿过了银河系恒星最密集的核球处!
这种超高速恒星银河系中还有吗?它们是怎么产生的?
1700千米/秒的速度远超银河系的逃逸速度,在太阳系所在的猎户座旋臂附近逃逸速度大约360千米/秒,核球处逃逸速度会更高一些,但S5-HVS1的速度足以让它在银河系绝大部分位置逃离!那么问题来了,银河系中还有这样的恒星吗?
当然有,银河系中还有很多这样的超高速星,只不过速度像S5-HVS1这么高的极少数而已,ESO早在前些年就发现银河系中就有很多流浪恒星前往银河系的,也有从银河系中逃离的流浪恒星,这种特立独行的恒星,我们将其称之为流浪恒星!
形成这种超高速星的机制其实大家都比较熟悉,就是黑洞洞引力弹弓效应,比如NASA在向太阳系行星发射探测器时总是会利用行星的引力弹弓效应,它可以节省探测器燃料,但引力弹弓需要有精准的角度与距离控制,对于恒星来说这绝对不可能!难道有超级文明在控制恒星逃离银河系?
其实完全不是,单颗恒星逃离黑洞很难,但两颗恒星组成的双星系统就简单多了,牺牲掉一个猪队友,然后自己逃离黑洞,简直就是绝配!是怎么实现的的呢?看下图就明白了!
双星系统被黑洞捕获时,另一颗就有可能逃离成功的
这就是链球运动员甩飞链球的原理是一样的,运动场上,链球运动员旋转几圈后放手,链球就从切线方向飞走了,当然如果束缚链球的那根链条质量不可靠,断裂了同样能达到这个效果!而双星系统束缚互相环绕运动的引力就是那根不可靠的链条!当然这能量不是凭空产生的,而是被捕获的那颗恒星损失角动量为前提的,所以那颗恒星可能会因此堕入黑洞的地狱,但总比两颗都挂掉要强,不是吗?
双星系统逃逸示意图
这种黑洞恒星的逃逸机制是30年前由天文学家杰克·希尔斯提出的,在发现银河系那么多逃逸恒星之前并不能确定是否真实存在,不过现在已经真相大白了!在三星或者多星系统被黑洞捕获时也会有同样的效果,但逃逸时到底能逃逸几颗就得具体问题具体分析了!
2012年中国科学院国家天文台天体元素丰度与星系化学演化研究团组及合作者在斯隆数字巡天的观瀑数据中发现了13颗贫金属F型超高速星候选天体。所以超高速星在银河系中还是非常普遍的,看来这银河系中的黑洞也多得难以想象哦!
光伏概念股龙头股
超日太阳(002506)
一体化太阳能光伏组件领先制造商:公司拥有先进的晶体硅生产技术,主要产品为晶体硅太阳能电池组件,已获得德国TUV认证,国际IEC认证和美国UL认证,成为行业内少数通过三大权威认证的公司之一,这保证了公司的产品在国际市场上自由销售。公司已经打通“多晶硅锭→多晶硅片→多/单晶硅太阳能电池片→多/单晶硅太阳能电池组件”产业链,拥有完善的晶体硅太阳能电池产业链是公司盈利的强有力保证。
拓日新能(002218)
公司是一家集研发、生产、销售非晶硅、单晶硅、多晶硅太阳能电池芯片、太阳能电池组件以及太阳能电池应用产品为一体高新技术企业 ,形成从电池芯片、电池组件到终端应用产品完整产业链,主要产品包括太阳能电池芯片、太阳能电池组件、太阳能灯具、太阳能充电器、太阳能户用电源系统等;
中利科技(002309)
持有中利腾晖光伏科技有限公司66.29%股权,2012年三季报披露,预计全年净利润同比增长50%至80%,为31164万元至37397万元。业绩变动原因:公司控股子公司中利腾晖光伏科技有限公司销售业绩及利润增长,带动公司整体业绩提升。并建设有多座光伏电站。
向日葵(300111)
公司是一家集研发、生产和销售晶体硅电池片及组件为一体的国家高新技术企业。公司的主要产品晶体硅电池及其组件是光伏发电系统的核心。做为国内少数具有自主技术并能规模生产太阳能电池片及组件的光伏企业。公司已熟练掌握了光伏电池片生产的全部关键技术,包括自主开发的电池表面微结构处理、电池扩散吸杂、电池体钝化及抗反射、太阳能电池背场、选择性发射极扩散太阳能电池等核心技术;晶体硅电池产品的平均转换率已达17.5%,在国内同行中处于领先水平。太阳能电站
东方日升(300118)
主营太阳能光伏产品:公司专注于太阳能应用产品的研发、生产、销售。是我国重要的太阳能电池片、太阳能电池组件和太阳能灯具供应商之一。
海润光伏(600401)
公司完成了换股吸收合并海润光伏,并变更了名称,公司的主营业务转型为太阳能电池用单晶硅棒/片等研发、生产和销售,通过本次交易,公司将被打造成为一家在中国太阳能光伏产业领域具有较完整产业链和领先优势的龙头企业。公司入围国家“金太阳和太阳能光电建筑应用示范工程”的三家晶体硅光伏组件供应商之一,也是我国第二批光伏并网发电特许权招标电站光伏组件供应商之一。
大港股份(002077)
公司全资子公司镇江大成新能源有限公司硅切片项目总投资2.3亿元,是一家专业从事太阳能电池硅棒、硅片、电池片、电池组件、光伏系统工程、光伏应用产品的研发生产的高科技企业。拥有进口切片机20台,单晶炉96台及全套先进的检测设备,年产硅棒800吨,硅片2500万片。
银星能源(000862)公司开拓光伏产业,主要从事晶硅电池组件和太阳能发电跟踪装置制造与销售,将成公司第二大盈利增长点.
横店东磁(002056)公司100MW晶体硅太阳能电池片生产线项目报批总投资26170万元,项目于2010年陆续投产,投产当年生产负荷达到设计生产能力的80%;第四年达到100%。全部投产后将可达到每年100MW电池片的批量生产能力。2012上半年实现效益-1,156.47万元。800MW晶体硅太阳能电池片及300MW组件项目截至2012年6月30日完成投资69299万元,实现利润总额-6,273.58万元。
中环股份(002129)
建设光伏产业链:全资子公司环欧公司投资1.6亿元(占股份80%)联合航天机电共同投资组建内蒙古中环光伏材料有限公司,进行太阳能电池用硅单晶材料产业化工程项目的建设。内蒙古中环承建的“绿色可再生能源太阳能电池用硅单晶材料产业化工程项目”分四期建设,一二项目预算总额合计15.62亿元;光伏一期投资额6.2亿元,2010年8月已竣工并正式投产;光伏二期项目预算总额10.49亿元,2011年末二期项目达产,二期扩能项目按计划逐步实施。环欧公司藉此机会发展太阳能电池单晶硅材料,并与神舟硅业、太阳能电池片、组件及系统配套工程在光伏产业基地形成航天光伏完整的一体化百亿光伏产业链,打造国内太阳能光伏产业基地。
恒星科技(002132)
年产100MW硅片项目:2010年12月全资子公司河南恒星光伏科技有限公司投资2.63亿元建设年产100MW硅片新建项目,项目建设期自2011年1月至2013年1月,投产后可形成年产100MW晶硅太阳能电池片的生产能力。该项目是公司为了抓住新能源产业发展的市场机遇,为公司进入太阳能电池领域而做出的战略决策。根据公司发展规划,公司将在加强原有产品市场地位的同时,延伸产业链条,进一步增强公司的市场竞争实力。截止2012年6月末投资进度为13%。
江苏通润(002150)
2011年7月公司与教育部光伏系统工程研究中心签订了全面合作协议,共建科研基地和成果转化中试基地。在新型节能技术、高压电气技术、光伏发电技术等新能源和节能领域开展紧密型的长期产学研合作。
三安光电(600703)
公司与美国EMCORE公司共建合资企业日芯光伏,主要生产第三代光伏产品—高聚光太阳能电池(HCPV);注册资本3000万美元,公司占60%。规划总建设规模年产1000MW光伏系统及组件,总投资80亿元,建设期为5年,分三期建设(第一期,建成年产光伏系统及组件200MW生产线,于2011年底建成投产;第二期,新建300MW生产线,于2013年底建成投产;第三期,新建500MW生产线,于2015年底建成投产。
1、《最好的安排》是由永洲影业传媒股份有限公司、西安曲江春天融和影视文化有限公司、北京光线传媒股份有限公司出品,李小平执导,颖儿、付辛博、王耀庆领衔主演的都市青春励志剧。
该剧以赵子慧的爱情为主线,讲述了职场白领赵子慧与富二代暖男徐天,以及她的上司闫若舟之间爱恨纠葛的故事。
2、《下一站是幸福》是由丁梓光执导,宋茜、宋威龙、王耀庆领衔主演,虞书欣主演,张雨剑特别出演的都市情感剧。
该剧讲述了在上海国际大都市里,一位职场成功的32岁大龄女精英贺繁星,克服来自于工作、生活的压力,在亲情、友情与爱情中不断成长、渐渐进步的故事。
3、《怪你过分美丽》是爱奇艺出品,恒星引力、青春你好联合制作及出品的都市职场剧。该剧由王之执导,秦岚、高以翔、王子异领衔主演,王耀庆、惠英红、郭晓婷、张棪琰、袁成杰、弦子、田沅、彭博、王子睿、李牵等主演。
该剧根据未再同名小说改编,讲述了娱乐行业“铁血经纪人”莫向晚面临“职场初老症”,在迷失中和觉醒中,重新寻回初心,成就自己的故事。
4、《爱是欢乐的源泉》是由潘戍午执导,王耀庆、于明加、梅婷、朱丹、王伟、石天琦、耿乐、公磊等主演的都市情感剧。该剧讲述了张红星在生活和事业上遭遇几个女人的“围追堵截”,不得不打响生活与职场保卫战的故事。
5、《决胜法庭》是由连奕名执导,于和伟、张佳宁、韩栋、胡静、王耀庆、连奕名、杜源、王庆祥、王艺禅主演的检律涉案剧。
该剧讲述了检察官高剑、检察官助理傅小柔为代表办案团队,在法庭上唇枪舌战、激烈控辩,在法庭外大力取证、复核真相,最终粉碎了江东市政商勾结的利益链条,将幕后大佬绳之以法的办案故事。
这道菜有色有香,有味有形,更让人感兴趣的还有声。当炸好的犹如“松鼠”的鳜鱼上桌时,随即浇上热气腾腾的卤汁,它便吱吱地“叫”起来,活像一只真松鼠。
历史起源
据说早在乾隆皇帝下江南时,苏州就有“松鼠鲤鱼”了,乾隆曾品尝过。后来便发展成了“松鼠鳜鱼”。
清代《调鼎集》中有关于“松鼠鱼”的记载:“取季鱼,肚皮去骨,拖蛋黄,炸黄,作松鼠式。油、酱油烧。”季鱼,应是季花鱼,即鳜鱼。这条记载间接证明苏州乾隆年间有“松鼠鲤鱼”的传说是可能的。因为《调鼎集》中的不少菜肴均是清乾隆、嘉庆时的。
其次可以说明今天的“松鼠桂鱼”正是在“松鼠鱼”的基础上发展起来的。不同的是,古代的“松鼠鱼”是挂的蛋黄糊,而今天的“松鼠鱼”是拍干淀粉。古代的“松鼠鱼”是在炸后加“油、酱油烧”成的,今天则在炸好后直接将制好的卤汁浇上去的。
此外,今天的“松鼠鱼”在造型上更为逼真,其味酸甜可口,这些都是古代的“松鼠鱼”所难以比拟的。
做法一
食材准备
鳜鱼200克,料酒2克,松子10克,胡椒粉少许,番茄酱10克,植物油 500克,湿淀粉 40克 (实耗50克),食盐适量,食醋 15克。
制作步骤
1、将鳜鱼去鳞、鳃、鳍、内脏,去掉头上的皮衣,洗净,把鱼头斩下,摊开、拍扁。
2、用刀把鱼背部的鱼骨切掉(不要把鱼腹切破),在尾巴处留约1雨的脊骨。桂鱼去骨后,皮朝下摊开,用斜刀切成花刀,刀深达肉的4/5,不要切破鱼皮,在尾巴处开一个口,将尾巴从刀口中拉出。
3、将鱼身撒上食盐、胡椒粉、料酒、湿淀粉(少许)涂匀。
4、炒锅上火,烧热后倒入植物油,油热至七成,将桂鱼蘸少许淀粉,放油锅中炸数分钟,再将鱼头蘸上淀粉,放入油锅中炸,炸至呈金黄色捞出,将有花刀的一面朝上摆在鱼盘中,装上鱼头。
5、将松子放在油锅中,待熟后捞出,放小碗中。
6、炒锅中留少许油,放入少许清汤,加食盐、糖、番茄酱、食醋,烧沸后,用湿淀粉勾芡,加入热油少许推匀,出锅浇在鱼肉上,撒上松子即可。
持有保定天威英俐51%的股权。投资1.1亿元参股四川新光硅业,占35.66%,为第二大股东。天威英俐是我国太阳能光伏行业中唯一一家产业链最完整的公司。2005年11月14日,天威英俐二期扩产工程完成,工程完成后硅片产能70MW,电池产能60MW,组件产能100MW,达到30亿元的生产能力。2005年底开始三期建设,2006年公司光伏产业产值将达到或突破10亿元,到2008年,硅片、电池片和组件分别达到500兆瓦,进入世界前名。新光硅业主要生产销售多晶硅、单晶硅、单晶切片、高纯金属等相关产品,设计年产多晶硅1260吨。
2、特变电工(600089)
2005年1月19日公告,通过了对新疆新能源股份有限公司增资的议案,新能源公司将抓住市场机遇,实施太阳能电池硅片产业化项目,与其太阳能电池组件、光伏系统集成形成产业链条。
3、 航天机电(600151)
2003年12月29日公告,收购上海太阳能科技有限公司10%股权。2005年5月12日公告,向上海太阳能科技有限公司同比增资至注册资本1亿元,持有太阳能公司70%股权。太阳能科技公司二期太阳能电池单片生产线改造于2005年底投产,还与全球太阳能龙头夏普公司达成太阳能电池组件生产来料加工协议。2006年1月17日公告,公司拟设立全资子公司上海航天新能源发展公司,注册资金1亿元,首次出资2000万元,该公司新建生产厂房和增加设备,扩大太阳能组件封装产能,以实现公司太阳能电池单片生产和组件封装两100MW的生产能力。根据可行性计划,在航天闵行的公司新能源光伏技术投资项目首期拟总投资2.04亿元。
4、风帆股份(600482)
2005年3月2日公告,审议通过《关于投资建设太阳能电池项目的议案》,项目选址在保定高新技术产业开发区内,预计2005年项目一期工程将开工,2006年将进行项目二期工程建设。
5、安泰(000969)
2004年8月与得国ODERSUN公司签署合作研发新型薄膜太阳能电池协议。双方正在共同开发基于安泰科技纳米技术的性能优异的低成本薄膜太阳能电池,以及满足市场的各类太阳能电池产品和多种解决方案。2005年10月10日发布提示性公告,与得国ODERSUN公司签署的合作研发新型薄膜太阳能电池协议尚在执行过程中,产业化推进将视合作研究的结果择机而定。
6、 申能(600642)
2005年7月28日,航天机电、上海空间电源研究所和上海科技投资公司与上海申能新能源投资有限公司签订协议,航天机电、空间电源研究所分别向申能新能源转让上海太阳能科技公司18%和2%的股权,上海申能新能源投资有限公司持有太阳能科技20%股份。 2005年7月29日公告,G申能投资6000万元(占注册资本的30%)的上海申能新能源投资有限公司正式注册成立。
7、 北新建材(000786)
与瑞士阿脱蓝天使太阳能系统有限公司合资设立北京阿特兰太阳能科技有限公司,合资公司将致力于开发太阳能光伏电池、太阳能屋面发电系统、太阳能电站等系列产品。
8、 交大南洋(600661)
控股61.9%的子公司上海交大泰阳绿色能源有限公司具备一定的太阳能电池片生产能力。
9、乐山电力(600644)
参股四川新光硅业科技有限责任公司,该公司是目前国内最大的太阳能电池原材料多晶硅生产商。
10、 杉杉股份(600884)
2005年7月25日公告称,出资926.445万元投资参股宁波杉杉尤俐卡太阳能科技发展有限公司。
11、南玻A(000012)
2005年8月16日公告,拟投资1.5亿元人民币新建一条250T/D太阳能光伏超白电子玻璃压延生产线,项目达产后可年产太阳能光伏超白电子玻璃7.9万余吨。2005年10月20日公告,拟首期投资2.02亿元在东莞建设年产能30兆瓦太阳能光伏电池生产线,设备与技术主要从欧洲引进,预计2006年内投产。
12、三峡新材(600293)
三峡新材持有宜昌当玻硅矿有限责任公司95.53%股权,当玻硅矿拥有优质的硅矿,储量巨大。
13、英力特(000635)
地处宁夏石嘴山市,该市拥有储量十分丰富的硅石资源,G英力特具备化工、电力优势,母公司宁夏英力特电力(集团)股份有限公司与俄方合作参与石嘴山的硅产业发展计划。
14、 东方钽业(000962
地处宁夏石嘴山市,具备与俄方长期合作的背景,具有冶炼、化工等技术优势,母公司的控股股东宁夏东方有色金属集团有限公司与俄方合作参与石嘴山的硅产业发展计划。
15、力诺太阳(600885)是目前国内高硼硅管、棒材及其系列产品主要生产基地,为国内太阳能玻管最大的专业供应商。