几周后,人类或将第一次看到“地狱”的样子
詹姆斯·韦布空间望远镜将给“地狱行星”拍照。
“巨蟹座55e”想像图。ESA / 哈勃 / M. Kornmesser
几周后,人类可能会第一次(借助技术手段)了解“地狱”是什么样子的了。这个“地狱”其实在天上。詹姆斯·韦布空间望远镜的首批观测名单中,包含了一颗距离地球约50光年的“超级地球”,这颗行星距离其主星极近,表面温度极高,和传说中的“地狱”没什么两样。
这颗行星的名称叫“巨蟹座55e(55 Cancri e)”,围绕一颗和太阳十分相似的恒星运行。但二者之间的距离却只有150万千米,只相当于水星和太阳距离的1/25。
在“巨蟹座55e”上,一年只有几个小时。由于和恒星距离超近,“巨蟹座55e”的表面温度极高,可达2000摄氏度以上。如果它曾经有海洋,那么这个海洋早已烧干。事实上,在那里即便是岩石也已经熔化,连天空中下的雨都是岩浆。这样的环境,在太阳系里是没有的。
和恒星超近的距离理论上会导致“巨蟹座55e”被引力牢牢锁死——永远只能以一个半球面向恒星。面向恒星的半球拥有永恒的白昼,而背向主星的半球只有永恒的黑夜。科学家从未真正看到过被潮汐锁定的行星。假如韦布望远镜能够证明“巨蟹座55e”是被潮汐锁定的,那将是一个突破性的成果。
但“巨蟹座55e”身上还有一个谜,使得这一观测任务变得更加扑朔迷离——先前的观测数据显示,“巨蟹座55e”温度最高的区域并不在面向太阳的那一侧。
这是个非常奇怪的现象。有科学家认为,这颗行星有一个动态的大气层,能够向行星的其他区域输送热量;也有科学家认为,“巨蟹座55e”实际上并没有被潮汐锁定。
如果“巨蟹座55e”并未被潮汐锁定,那么就意味着它会因自转而产生昼夜。这样它的表面会在白天熔解、汽化,形成一个极薄的大气层;而到了晚上,岩石蒸汽又会冷凝成熔岩滴,落回行星表面。
詹姆斯·韦布空间望远镜将有一整年时间,在“巨蟹座55e”表面寻找这个恐怖的大气层。
参考Did NASA find Hell? Scientists brace for first glimpse of world that constantly burnshttps://phys/news/2022-06-nasa-hell-scientists-brace-glimpse.html
几周后,人类或将第一次看到“地狱”的样子
詹姆斯·韦布空间望远镜将给“地狱行星”拍照。
“巨蟹座55e”想像图。ESA / 哈勃 / M. Kornmesser
几周后,人类可能会第一次(借助技术手段)了解“地狱”是什么样子的了。这个“地狱”其实在天上。詹姆斯·韦布空间望远镜的首批观测名单中,包含了一颗距离地球约50光年的“超级地球”,这颗行星距离其主星极近,表面温度极高,和传说中的“地狱”没什么两样。
这颗行星的名称叫“巨蟹座55e(55 Cancri e)”,围绕一颗和太阳十分相似的恒星运行。但二者之间的距离却只有150万千米,只相当于水星和太阳距离的1/25。
在“巨蟹座55e”上,一年只有几个小时。由于和恒星距离超近,“巨蟹座55e”的表面温度极高,可达2000摄氏度以上。如果它曾经有海洋,那么这个海洋早已烧干。事实上,在那里即便是岩石也已经熔化,连天空中下的雨都是岩浆。这样的环境,在太阳系里是没有的。
和恒星超近的距离理论上会导致“巨蟹座55e”被引力牢牢锁死——永远只能以一个半球面向恒星。面向恒星的半球拥有永恒的白昼,而背向主星的半球只有永恒的黑夜。科学家从未真正看到过被潮汐锁定的行星。假如韦布望远镜能够证明“巨蟹座55e”是被潮汐锁定的,那将是一个突破性的成果。
但“巨蟹座55e”身上还有一个谜,使得这一观测任务变得更加扑朔迷离——先前的观测数据显示,“巨蟹座55e”温度最高的区域并不在面向太阳的那一侧。
这是个非常奇怪的现象。有科学家认为,这颗行星有一个动态的大气层,能够向行星的其他区域输送热量;也有科学家认为,“巨蟹座55e”实际上并没有被潮汐锁定。
如果“巨蟹座55e”并未被潮汐锁定,那么就意味着它会因自转而产生昼夜。这样它的表面会在白天熔解、汽化,形成一个极薄的大气层;而到了晚上,岩石蒸汽又会冷凝成熔岩滴,落回行星表面。
詹姆斯·韦布空间望远镜将有一整年时间,在“巨蟹座55e”表面寻找这个恐怖的大气层。
参考Did NASA find Hell? Scientists brace for first glimpse of world that constantly burnshttps://phys/news/2022-06-nasa-hell-scientists-brace-glimpse.html
来自宇宙的信物,巨蟹座55E
行星,在很多人的脑海中就是两个念头,第1个想法就是除了地球之外,都是一个模样,只有我们的地球美丽而又梦幻。第2个想法就是,行星就两种岩石的或者是气体。但事实上宇宙的神奇往往让人难以置信,行星的神奇也要远超过我们的刻板印象,今天就来给大家盘点下,宇宙中已知的最怪异的6个行星。
首先登场的是,“宇宙中最壮美的行星·J1407B”这颗行星拥有“超级土星”之称,(这颗行星不是木星)距离地球434光年,体积约为土星的40倍,看上去像是一种幻觉,是那么的不真实,这是因为它拥有30多个光环,光环总直径达1.2亿公里,是“土星”星环的200多倍。
第二个登场的是,宇宙中“最孤独的旅人·HD 106906b”它的质量是木星质量的11倍,那么为什么说它是孤独的呢?这是因为它实在是距离其母恒星太远了,我们知道,在太阳系中哪怕是冥王星处于圆润远日点时,其距离太阳也不过48个天分单位,也就是48位于日地距离。但相比之下冥王星的距离还是弱爆了,“HD 106906b”与其母行星的距离,是日地距离的650倍,就好像一个被抛弃的浪子。不过尽管它距离母行星如此遥远,但它的平均温度却高达1500摄氏度。“HD 106906b”只有1300万年的历史,那么相比于拥有140亿年历史的宇宙,它还只是个婴儿,而拥有如此庞大的质量且半径距离母恒星如此之远的行星到底是怎样形成的,至今仍然是未解之谜。
第三个行星我们将其命名为“罪恶都市”从外表看,这绝对算得上是一颗黑暗凶险的行星,它的名字是\"TrES 2b\"。距离太阳系750光年,到目前为止这颗行星,是宇宙中已知的最暗的行星,它对照射光的反射率不到1%,甚至比煤炭或者最黑的丙烯酸颜料的反射性都要小,目前的观测研究发现\"TrES 2b\"的大部分都是由吸收光的气体所组成,这在一定程度上,解释了它那不祥的黑暗外表的来历,但是天文学家仍不能确定它为什么会这么黑。更为离奇的是,这个看起来很邪恶的气体球不仅不反射任何光,相反它自身还会发出一点光,实际上\"TrES 2b\"呈现出一种暗红色,就好像一个在火上烧烫的煤球,因为这颗行星的表面温度高达1100摄氏度,它太热了以至于都变红了。
接下来登场的是“宇宙信物”它在太空中闪闪发光,就好似一颗钻石一般晶莹剔透,那么它为什么会如此呢?因为它实际上就是一颗巨大的钻石,这颗行星就是“巨蟹座55E”,其尺寸大概是地球的两倍,质量为地球的8倍,其中的1/3都是由坚硬的钻石组成,另外还有铁碳化硅以及其他一些硅酸盐,这颗行星的含氮量很高,而且密度极大,以至于所有的碳都是以金刚石结构存在的,如果能去这颗行星挖“一车”,价值就不想而知了。这颗钻石行星距离地球有40光年,光速旅行者来回飞,回到地球也是80年后,所以这颗行星只能远观不可亵玩焉。
这颗行星,也许会颠覆你对化学的认知,“冰与火之歌”这个一颗巨大的、燃烧着的行星,这颗系外星球就是“格力泽436B”,其体积与海王星相当,围绕着一颗红矮星运转,它冰冷的表面一直在439度的高温中燃烧的,那么它究竟是怎么做到的呢?冰怎么会违反化学规律,在超过其熔点439摄氏度时,仍然可以保持固态呢?这是因为“格力泽436B”的引力实在太强了,强到可以把融化的冰拉向它的核心,将冷水压成固态,使他们无法蒸发,所以不管这些冰怎么烧,“格力泽436B”也不会被烧化。另外“格力泽436B”被大片氢云包围着,氢云体积是行星的50倍,景象十分壮观。
第6颗行星“万箭齐发”“HD 189773b”,这个星球上最常见的天气现象就是“玻璃雨”,因为行星的大气中充满着硅粒子,这赋予了它美丽的蓝色表层,由于这颗行星的表面温度极高,就导致了这些硅粒子凝结成了坚硬的玻璃态。这些玻璃夹杂在覆盖行星表面的时速高达6500公里的侧风中,变成“玻璃雨”对“HD 189773b”星球上的任何物体进行着永无休止的鞭笞。
看完了这6颗星球,是不是觉得我们的地球是温柔的?今天就先给大家介绍到这里。
系外行星“巨蟹座55b”
巨蟹座55b(有时也被称为巨蟹座55Ab,以区别于恒星巨蟹座55B)是一颗环绕类似太阳的恒星巨蟹座55A运转的系外行星,其轨道周期为14.65地球日。它是距其母星第二近的行星,是热木星的典型代表。该行星于1996年由杰弗里·马西和R·保罗·巴特尔发现,是第四颗被发现的系外行星。
和大多数系外行星一样,科学家是通过测定由于行星引力引起的恒星径向速度而发现这颗行星的,在测定巨蟹座55A光谱的多普勒频移之后,科学家发现了周期为15地球日的扰动现象。该发现与仙女座υ星最内层行星、牧夫座T的行星的发现一同于1996年对外公布。
即使抵消质量至少为木星质量的78%的内层行星的影响,中央恒星仍然表现出径向速度的位移,据此科学家最终在2002年发现了外层行星巨蟹座55d。
巨蟹座55b的轨道周期极短,约为14地球日,只是仍长于飞马座51b4地球日的轨道周期。如此短的轨道周期表明该行星很接近于与巨蟹座55c的1:3轨道共振状态。但是在牛顿力学模型中对该行星特性进行的研究表明尽管其轨道周期十分接近于这个比率,但是事实上这两颗行星并未真正处于轨道共振状态。
由于径向速度法的局限性,科学家只能据此得知该行星的质量下限。哈勃空间望远镜所作的天体测量这颗行星与天球切面的夹角约为53°。科学家预测该行星系中的各行星的轨道是共面的。如果此预测无误,那么该行星的真实质量就为1.03倍木星质量。
巨蟹座55b的质量较大,所以它可能属于类木行星,从而并不拥有固体表面。同时由于科学家只能间接的探测该行星,所以至今还不知道其半径、物质构成和表面温度。如果该行星的物质构成和木星类似,且其环境接近于化学平衡,那么其大气层上层就可能较为清澈,主要的吸收光谱也是碱金属光谱。
科学家预计该行星不大可能拥有大型卫星,因为如果存在大型卫星的话,那么在从该系统形成至今的漫长时间里,巨蟹座55b的潮汐引力也早就将它们抛离轨道,或是摧毁它们。
都在超新星爆发中形成,为什么铁那么多,黄金那么少?
最近地球上最不靠谱先生和中东大国扛上了,导致黄金和石油价格飙升,当然对于期货炒家来说无论涨跌都能赚到,关键在于谁能洞察先机!不过无论咋个涨跌,肯定不会有人认为铁比黄金珍贵,毕竟物以稀为贵嘛,但问题是黄金和铁都是金属,为什么黄金就比铁珍贵了呢?会有可能会出现黄金比铁多的可能嘛?
黄金是怎么来的?其实这得从元素说起,因为黄金并不能凭空产生,它需要有一个过程,而最后还必须来一个涅磐重生的的经历,下面简单来说说黄金是怎么来的!
元素之间区分的标准是什么?在了解黄金来历之前,我们先来区分下什么才是元素区分的标准!道尔顿曾经认为原子是物质不可分割的最小单位,但后来汤姆逊发现了电子,因此提出了原子的葡萄干布丁模型!1909年卢瑟福在验证汤姆逊的原子模型时却发现α粒子大都穿过了金箔,只有极少数α粒子被反射回来,还有部分偏离,因此发现了巨大的原子内部有一个小小的原子核存在!因此提出了卢瑟福的原子模型。
到了1917年卢瑟福做实验时候发现用α粒子撞击氮原子核能崩出氢原子核,因此卢瑟福认为氢原子核是氮原子核的基础材料,得以发现质子的存在!质子发现后,因为原子量和原子序号的差异,卢瑟福猜测有一种中性粒子存在,1932年卢瑟福的学生查德威克发现了中子!
这元素周期表不错,还有各层电子数
元素的三大组成:质子、中子和电子都已经齐备了,质子数决定了原子序号,质子和中子则决定了原子量,而电子则能在很大程度上决定它的化学属性,因此我们就知道了各种元素不过是这些原料搭积木一样构成了不同的元素,从元素周期表上就可以看出各种元素的差异!
这个积木是如何搭建起来的?将质子中子凑一起不就可以了么?其实这很难,因为宇宙大爆炸诞生丰度最高的是氢元素,因此物质大都是从氢元素开始演化的,但氢元素中最多的元素比如氕和氕一起聚变时却不是变成氦,而是氘,因为一个质子会转换成中子,而这个过程却要吸收能量,因此当爱丁顿提出太阳上最初核聚变的这个方案后,却遭遇了太阳温度不足的问题,后来伽莫夫推导出了能够库仑障壁的量子力学公式时,太阳的发光才明证言顺。
质子-质子链反应
然后物质的诞生就进入了快车道,因为条件都具备了,高温和高压让质子之间突破了库伦斥力达到了强作用力的范围,与质子结合,或者与中子与质子的组合结合,形成了更重的元素!以下就是元素诞生的大致顺序,当然并非这么简单,但大致上是朝着这个方向前进的!
氦-4 → 铍-8 → 碳-12 → 氧-16 → 氖-20 → 镁-24 → 硅–28 → 硫–32 → 氩–36 → 钙–40 → 钛–44 → 铬–48 → 铁–52 → 镍–56
质子聚变的终点是铁,当然上文说是镍,但镍56会衰变会铁52,因此说铁是最终聚变元素并没有错。
慢中子捕获(S过程)元素从序号一级级往上爬,也不只是质子聚变这一条路,它还可以通过中子捕获完成,中子被原子核捕获多了后非常不稳定,其中会有中子衰变,释放出一个反中微子和电子后变为质子,元素序号+1,变成更重的元素,当然这会在红巨星内部发生,而且这个过程一直会持续发生,不过这个效率却非常慢,但好在是大部分低质量的红巨星阶段也够久,因此它贡献的比铁重的元素约占整个恒星生涯中重元素的一半!
中子捕获过程
快中子捕获(R过程)其实快中子捕获过程和慢中子一样,唯一的不同它只发生在超新星爆发的超强中子流中,而且它需要铁核作为基底元素,这个过程不过数秒,但产生了另一半重元素!
快中子捕获生成黄金
铁以后的元素都是这种中子捕获的方式诞生的,所谓的不同就是超新星爆发过程中时间并不足以诞生足够多的重元素,比如铀元素比例就极低,当然黄金这类重元素的比例也极低!但仍然会有,因为R过程快速捕获中子再衰变过程是不可预测的,只要时间足够,它可以生成任何稳定元素,只要有足够的中子和足够的时间,但越重的元素显然需要的时间会更久,可惜超新星时间显然不不太够!
超新星和中子星合并生成黄金
还有另一种生成黄金的途径,那就是中子星合并时的快中子捕获过程,显然中子星合并时会有强大的潮汐引力出现,导致这两颗中子星会形成一个长长的尾巴,而且碰撞过程中也会喷射大量的中子星物质,这些弥漫的中子星物质是不稳定的,超重中子质子组成的重核(两者比例10:1)的中子会衰变,至于衰变成什么元素只有鬼知道,凑巧那一堆组合衰变到哪个稳定了那就是哪个!不过金和铂元素的比例要比超新星高出N个数量级!
假如超新星能形成月球大小的黄金的话,那么中子星合并能形成木星一样大的黄金!
黄金的优良性能金的首饰价值就不说了哈,这个大家都知道!黄金的化学性能和导电性能十分优良,所以稳定性要求极高的场合,黄金是少不了的,比如现代IT产业中的CPU和IC中的黄金含量可是不少的,还有各种接插件的镀金层,比如你家里用的水晶头和RJ45模块,除非是假冒货,必定有镀金层,假如没有黄金,估计现代IT设备的性能要下降多少个数量级!
黄金的化学稳定性稳定,因此它很难在各种酸性溶液中被溶解,除了王水!这是它作为首饰一个重要原因,另一个大家也知道,黄金这种稀有金属曾经成了为美元背书的金本位,当然布雷顿森体系崩溃后美元不再和黄金挂钩,所以现在的美元印疯了也没人管,只要美国政府以停摆为威胁,让美联储超发即可!但买单的却是全世界人民哈,各位你们都为美国做贡献了,美国人民感谢你!
当然铁也很重要,全世界能没有黄金,但真不能没铁,没有黄金,我们的IT产业完了,首饰产业完了,电气化产业影响一大半.......但没了铁,估计大家出行要靠马车了,住房子得木结构啦,跨洋过海要靠帆船啦.......
但很明显,我们不会在家里储备铁,更不会在脖子上挂上铁链,因为它不是拿来装饰的!
黄金有可能比铁多吗?恒星内核最终形成的元素是铁,因此宇宙中元素是铁含量最高?但其实并不是,因为有几个原因,其一是红矮星和黄矮星无法演变到到铁元素,其二是是能演变到铁元素的恒星只有内核是铁元素,而且内核只占整颗恒星一部分,而洋葱结构的恒星,各个部分占比远比内核的铁核要大!
恒星内核结构示意图
所以现代宇宙发展上预言的理论元素最终是铁(重元素会衰变),在现代宇宙发展阶段铁元素仅仅排名第六名而已,当然黄金就不知道排到第几名去了!那么为什么又说中子星合并能产生木星大的黄金么?
铁元素排第六名
但很可惜中子星合并的机会是很少的,尽管LIGO和VIRGO发现的引力波中中子星合并比例挺高,但事实上超新星发现的频率则更高,所以总的来说,中子星合并还是因为机会太少,所以地球上黄金才那么稀有!
地壳中元素的丰度
地壳中元素比例中看起来像黄金与铂金这些元素也不少,但请注意左边的坐标是指数级下降的,所以黄金在地壳中的含量大约只有6×10^-4 ppm,而铁则是0.11%,两者不知道差了多少个数量级!但即使如此黄金也有60万亿吨,但很可惜在根本无法开采的地球深处,比如前苏联科拉深钻孔在10千米的位置就发现了黄金含量很高的地层,但人类极限开采的南非姆波尼格金矿也不过4000米左右,所以对于这样的宝藏,只能垂涎三尺!
黄金永远都不可能比铁多,但钻石可能会超级多!黄金的形成都是在超新星爆发和中子星合并这种天文级别的能量释放事件中发生的,所以它的初始状态始终都是弥散而且和其他元素混杂的,因此宇宙中可能存在黄金星,但有可能存在黄金比例比较高的星星,比如中子星爆炸后的尘埃云坍缩的天体,如果可能的话,这些天体重元素比例极高,贵金属比例就爽的不要不要了!
而钻石星则是有成因的,因为一些质量比较小的恒星,比如太阳它未来的最终的归属是碳氧白矮星,因为氧燃烧需要更高的温度,因此到碳氧内核后再无法继续燃烧,强大引力压缩下会坍缩成电子简并力支撑的碳氧白矮星,因此在这种白矮星上碳的比例是极高的,有人将其称为钻石星,但这中简并力支撑的碳单质并不能形成钻石,也许要让大家失望了,那么就叫碳星吧,可惜大家只对钻石感兴趣,谁喜欢黑不溜秋的碳呢!
巨蟹座55e
据说真正的钻石星是巨蟹座55e,这颗围绕着类日恒星巨蟹座55A的系外行星大小和海王星差不多,它可能是迄今为止发现的最大固态行星,早先天文学家认为可能是一颗海洋星,但经过反复观测后认为可能是一颗含碳量极高的行星,因此天文学家猜测其内部肯定形成了大量的钻石,因为这个压力足够高!
不过各位不必狂喜,一来巨蟹座55e很远,大约超过40光年,二来人类已经可以工业化生产钻石,所以现在去买钻石来保值的朋友可得掂量掂量,当然土豪不在此列!