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【120亿光年外!科学家发现了人类牙齿中的氟元素,含量超出预期】
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最近有一组天文学家 , 在120亿光年以外的一个星系中发现了氟化氢 , 这个发现好像也没有啥特别奇怪的地方 , 为啥还专门写了一篇论文?
这其中肯定有鬼 , 且听我慢慢道来 。 发现氟化氢的星系的编号是NGP-190387 , 氟化氢很明显是一种氟和氢的化合物 , 其中的氢并不奇怪 , 因为宇宙就是从氢和氦这两种元素开始的;
我们知道在宇宙诞生以后的3秒种质子和中子就形成了 , 3分钟以后 , 大爆炸核合成也就结束了 , 这个时候年轻的宇宙中就出现了 , 92%的质子和8%的氦 , 这是按数量比例来算的 , 那这两种元素就是所有物质的基本材料 。
那其中的氟也不奇怪 , 因为宇宙在大爆炸核合成结束以后 , 又等待大约30几万年时间 , 在温度降到大约3000K的时候 , 中性原子就形成了 , 这个时候的宇宙中充满了氢气和氦气 , 当然还有我们看不见暗物质 。
这些东西并不是均匀地分布在宇宙空间中的 , 而是有些地方的密度高 , 有些地方的密度低 , 这是因为宇宙暴胀时期的量子涨落造成的 , 这种密度的不均匀就被称为万物的种子 。
因为在万有引力的作用下 , 密度高的地方就会吸积越来越多的物质 , 最终恒星就形成了 , 这个时间说不准 , 估计是5000万年到1亿年间宇宙中的第一批恒星就诞生了 。
那有了恒星 , 其他一些比氦更重的元素基本上都可以形成 , 所以在宇宙的早期发现氟元素并不奇怪 , 真正奇怪的是 , 氟化氢的丰度 , 也就是他的含量 。
要知道这次天文学观察到的星系在120亿光年以外 , 所以我们看到它的样子非常年轻 , 大约只有14亿岁 。
天文学家是通过智利沙漠深处的阿塔卡马大型毫米阵列望远镜 , 其实就是无线电望远镜 , 观察到了这个星系 , 并且接收到了这个星系尘埃和气体发出的电磁波 。
经过数据分析以后 , 发现电磁波在1.32毫米的波长处 , 发生了衰减 , 这说明有什么东西吸收了相应波段的电磁波 , 那么在考虑了吸收线的红移以后 , 天文学家发现 , 这正好对应了氟化氢分子的吸收光谱 。
虽然我们以前也在遥远的星系中看到过碳、氮、氧这些元素 , 但这是第一次在这么年轻的星系中看到氟元素 , 而且更令人惊奇的是 , 这个星系中的氟元素的丰度完全超出了我们的预期 , 含量惊人 。
因为以前我们认为氟的产生主要发生在K、G、F、A和部分B型恒星的晚期 , 这些恒星在燃烧完核心区域的氢以后 , 进行氦聚变的时候 , 会膨胀成红巨星 , 这个阶段还有一个名字叫渐近巨型分支 。
处在这个阶段的恒星 , 不仅会向外吹散外壳 , 还会形成大量的自由中子 , 这些自由中子不带电 , 所以他能轻松地靠近原子核 , 由于产生的中子速度也不是特别的快 , 这个速度是相对来说的 , 所以它们可以轻松被原子核捕获;
假如一个原子核现在捕获了一个中子 , 如果这个原子核还是一个稳定核的话 , 那它就变成了这种元素更重的同位素了 。
如果一个原子核现在捕获了一个中子 , 但是新核不稳定 , 这个中子就会经历β衰变变成质子 , 那么这个元素就会从周期表中向后移动一位 。
比如说在像我们太阳这样的G型恒星中 , 当他燃烧核心的氦的时候就会膨胀红巨星 , 这个时候核心的核聚变不仅会生成碳12 , 碳12还能和一个质子结合变成氮13 , 那氮13不稳定很快就会变成碳13 , 碳13在结合一个质子 , 就会变成稳定的氮14 , 氮14在结合一个氦核就会变成稳定的氧16 , 核聚变的反应到这里基本上就结束了 。
但是在以上的反应中会生成很多的自由中子 , 那自由中子被已经生成的元素捕获以后 , 就会产生更多的、更重的元素 , 其中氟元素就是氧元素捕获了中子衰变以后形成的 。
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