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文章作者:管理一号 | 2019-08-12
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作为天然迷信中的一种,化学总是在研究复杂的修改和低能电子的结合,和构成我们生活国际的各类元素的分子,越发是我们知道和改革这个物质国际的重要办法之一。而国际正是由数不堪数的各类物质所构成,迷信家们经过过程对各类星体的化学成分停止分析,找到了元素分布的规矩,并懂得到星际空间的物质构成信息。比如,恒星外部的热核和具有强健力量的超新星,这些国际中的天体看上去仿佛都和化学之间的间隔很悠远。但现实上,它们之间存在着基本底细的联系,化学和地理学彼此渗透,为国际演变供给了实验数据,而国际演变又伴随化学物质的产生,那么,这二者之间毕竟存在着如何的相干?

化学元素的构成时辰和国际物质的构成

化学中这些元素的构成时辰,大年夜约始于140亿年前,也就是大年夜爆炸的前期。然后,国际中的普通物质是75%的质子或氢原子核,和25%的氦原子核和自在放射电子的混淆物,而在几十万年后,这些电子将初步被束缚在原子中。就本质而言,元素构成的前史可以分为两个重要阶段:一个在大年夜爆炸的前20分钟后终了;而另外一个阶段,则是从13亿年前构成第一批恒星初步,一向持续到如今。在开真个三分之一小时以后,胀大年夜的国际降温到核聚变可以运转的点以下,这意味着在几百万年后,当恒星构成时,物质的演变才会再次产生,并且,此刻能够会初步产生比氦气更重的元素聚积过程。

恒星会在它的生命周期中经过过程一系列阶段性的演变,而在这些阶段中,核聚变反响会在个中间区域构成氦和其他元素。与此一同,聚变反响所供给的能量,还能产生使恒星抵挡重力所需的压力。而从恒星逸出的气体风,会以相对温文的办法将一些加工过的物质分派到太空中,只不过超新星则会以激烈的办法停止。而国际中的另外一种存在,就是性质不知道的暗物质,但已有很多证据注解,它弗成能是重子物质,即质子和中子。有一个最受迎接的模型,暗物质重要由国际一小时后构成的外来粒子构成。这类需求延长所谓的根本粒子物理标准模型的粒子,可所以弱彼尔后果的大年夜质量粒子(WIMP)、或许是轴,又或许是无菌的中微子。

 

 

恒星的演变过程伴随化学元素的构成

固然,在国际的各类演变过程当中,也会赓续地有新的化学元素构成。随着星际和星系际气体的富集,在很多的空间和时辰长停止,国际的化学反响也随之变得越发丰富。随后的恒星由富含重元素的星际气体构成。我们的太阳、太阳系,乃至地球上生命的存在,都是这一长串恒星出生、去世和更生的直接成果。并经过过程这类办法发明,物质、恒星和星系的演变都是密弗成分的,地理学和化学皆是如此,迷信家们也由此总算揭开恒星风和超新星的化学富集,怎样在银河系和星系之间产生后果。

恒星,由于外部深处的核反响而闪烁,但当一颗恒星的核能供给耗尽时,它毕竟状况的展开则会取决于它的质量。恒星的构成其实不是孤立无助的,它乃至可所以拥稀有千个成员的星团,是以,大年夜多半年青恒星都是以星团的情势涌如今我们的眼前,而年青恒星的X射线,会比太阳等中年恒星更明亮。年青恒星的团簇具有外形不规矩的特点,然后被称为涣散星团,用以差别于球状星团和其他异常陈腐的星团。而普通的中年恒星,比如我们的太阳,则具有热的、发射X射线的外部大年夜气层,或许是火山。

 

 

而X射线不雅测,已被迷信家们证明它是一种有效的示踪剂,重要用于研究恒星的年纪、改变和类型,怎样影响恒星外面邻近的湍流加热,和恒星的分散活动怎样随着恒星的演变而修改。假定它们处于慎密的二元体系中,恒星的演变可以产生巨大年夜修改,而这些修改取决于恒星彼此之间的间隔和恒星的大小。我们银河系中一些最强的X射线源,是含有中子星和黑洞的慎密二元体系。倾圯的恒星在生命终了的时分,会弗成防止地产生致密的坍缩恒星,也就是白矮星、中子星或黑洞,由于重力激烈,条件又常常是暴力的。

化学富集法在银河系和星系之间的应用

经过过程Chandra图象和各个超新星遗址的光谱,迷信家们提示了富含氧、硅、硫、钙和铁等元素的气体云,并追随了这些元素在爆炸中被放射的速度。比如,在对Cas A超新星遗址的钱德拉图象查询中发明,在富含硅的放射物外,一同也存在富含铁的放射物,由此注解晰湍流混淆和非球形爆炸,会将原始恒星的大年夜部分外部转化为其外部。而在类似的N49查询中发明, 超新星遗址提示了一股富含氖、硅和硫的子弹形云,并以每小时五百万英里的速度放射到四周的天然气中。不论是对Cas A,照样其他超新星遗址的多普勒频移发射线的不雅测,都供给了关于超新星放射物的分布和速度的三维信息,这将有助于束缚爆炸模型。

 

 

在另外一个更大年夜范围内,迷信家们经过过程对星系构成迸发的对象停止了不雅测,发明这些星系的大年夜片区域曾经被数千个超新星的结合后果所丰富。该触角星系体系是由两个星系的磕碰所产生的,此次碰击形成了恒星构成的迸发,而几百万年后,弗成胜数的超新星在数千光年的时辰范围内加热并富集了气体云。星系中间的超大年夜质量黑洞,则是全部星系平分布重元素的不测要素,向黑洞螺旋形的气领会变得过热,并产生从黑洞流出的气体风,它乃至可以产生激烈的电磁场,将富集的物质驱动到银河系的外部和其他处所。假定星系落入星系团中,富集的气体也能够从星系中剥离,普及星系团的热分散气体的压力,将气体从星系中吹入星系间介质,然后使其愈来愈富集。

 

而在更大年夜的范围内,曾经在数百万光年的星系之间的长丝中检测到氧气。这类氧气很能够是在100亿年之前产生的,在国际前史上出生过的一些超新星中。假定超新星的速度如此之高,以致于很多超新星冲击波的概括效应使令银河系的风,并将气体吹出银河系。一个典范的例子是星系M82,虽然像M82如许的银河风如今很少见,但它们在数十亿年前倒是罕见的,由于当时的星系很年青,由于星系之间的几次再三磕碰,招致了恒星的灵敏构成。比如Sculptor Wall,这是一个横跨数切切光年的气体和星系的集结,包含了从银河风中富含氧气的很多气体,一同,它也被认为是巨大年夜的热弥散气体搜集的一部分,含有国际中一切普通物质的一半。


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