黄金从何而来？宇宙黄金可能源自黑洞吸积盘
在浩瀚的宇宙中，德国亥姆霍兹重离子研究中心带领的国际研究小组近日取得突破性发现。他们通过计算机模拟揭示了黑洞周围的吸积盘对于重元素形成的神秘过程至关重要。这一发现为我们理解宇宙中的重元素，如金和的起源提供了新的线索。
这些重元素并非凭空产生，而是在极端的天体物理环境下形成，比如恒星内部、恒星爆炸以及中子星碰撞。当中子星合并时，引发的引力波和电磁辐射表明，这些宇宙碰撞事件能够产生并释放大量的重元素。关于这些物质何时、如何被喷射到宇宙中，以及是否其他天体物理事件也可能产生重元素，科学家们仍在探索之中。
科学家们推测，黑洞周围的吸积盘可能是产生重元素的重要场所。这样的黑洞系统通常在中子星合并或坍缩星期间形成。吸积盘的内部结构，特别是在形成过量中子条件下的特性，对重元素的合成至关重要。大量中子是实现快速中子捕获过程的基本条件，而这一过程需要几乎无质量的中微子来实现质子和中子之间的转换。
研究人员首次通过计算机模拟系统地研究了吸积盘中的中子和质子转化率。结果发现，只要满足一定条件，吸积盘中就有丰富的中子。这些条件主要取决于吸积盘的总质量。质量适中的吸积盘能够在中微子释放下通过捕获电子形成质子，并通过快速中子捕获过程合成重元素。过大的吸积盘会产生反作用，增加的中微子在离开吸积盘前被中子捕获，这些中子随后被转换为质子，从而阻碍了快速中子捕获过程。
研究表明，“最佳吸积盘”的质量约为太阳质量的0.01至0.1倍。这一发现为理解中子星合并产生的吸积盘质量与重元素形成之间的联系提供了有力证据。这表明中子星可能是大量重元素的起源地。这样的吸积盘在黑洞系统中的形成机制仍然是一个待解的谜团。
除了研究吸积盘的物质抛射，研究人员还分析了抛射物质产生的光信号。这些光信号可用于未来观测中子星碰撞时推断抛射物质的质量和成分。分析这些光信号的组成部分有助于洞察新形成元素的质量和其他特征。虽然目前的观测数据有限，但基于新一代天文装置的勘测精度将有望得到前所未有的提升，进一步验证中子星合并是否是快速中子捕获过程的起源地。这一研究领域充满了未知和可能性，令人期待未来的探索之旅能够揭示更多关于宇宙起源的奥秘。
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