金是原子序数为79的金属,化学符号为Au。在自然界中,金一般以单质形式存在,以及和矿石结合成各种金矿,其他的还有沙金等等。
实际上在地球表面,金的含量是极其有限的,46亿年的地球演化,使得地球上的金大部分都沉向地核了。
其次,我们又来看看产生黄金的中子星又是何物?
有一些天文常识的人都会了解到,中子星是恒星演化的一种产物,是一种高速自转的星体。它密度极大,能达到每立方厘米10亿吨~20亿吨,地球如果有它的密度,仅有22米。
但是,我们先说明一点,中子星虽然名字里带着个“中子”,但并不是中子星都有中子组成的。
一般中子星都是经历过超新星爆发,而没有炸碎遗留下来的天体。
超新星爆发实际上是核心外的爆炸,并非核心。相反地,爆炸的外层释放能量会向内施加反作用力,中子星,黑洞就是在进一步的挤压下诞生的。
上图就是一般的超新星内部结构,中间我们能看见黑色的一部分,那就是终结这个庞然大物的“杀手”——铁元素。铁元素特别的质子中子比例,使得它的原子核异常的稳定,比结合能是其他原子没法比的,这使得聚变时它吸收的能量比自己释放的还少!“只吃不拉”的霸王形式使得恒星核心聚变根本不在释放能量,聚变也无法进行下去。于是,辐射压没了,恒星外层大部分的物质在引力的作用下快速坠入核心,这巨大的势能,铁核都给你敲碎!原子核质子中子在极短时间内发生重组,这短暂的瞬间可能产生部分黄金,但并不是超新星爆发都能产生黄金。
元素聚变释放的能量曲线示意图
中子星合并产生黄金的过程和超新星也有相似的地方,但为什么它是产生黄金的主要地方呢?
中子星合并和超新星不同的地方在于它碰撞产生的温度更高,最重要的是他中子相当地多!
温度高和中子多有利于一个叫做快中子俘获过程的进行,这过程简单来说就是原子核快速吸收中子的过程。
温度高使得中子和原子核的运动速度极快,结合富中子的环境,使得原子核在较短时间能俘获更多的中子来平衡质子互斥产生的电磁力,原子序数越大,需要的中子越多,也是这个道理。
实际上,快中子俘获过程持续的时间很短的,但它产生的金原子核却是地球质量的几百倍甚至上上千倍。
相比中子星的质量来说,产生几百个地球质量的金原子核并不算多,两个中子星的质量加起来起码有300万个地球质量。
这个极高温的过程产生的金原子是没有电子的,只是赤裸裸的原子核,其中的它们大部分可能会来不及离开会被新形成的天体(一般是黑洞)又吸引回去。