爆炸的恒星是沙子、玻璃的关键成分，也是构成我们的必要
爆炸的恒星是沙子、玻璃的关键成分，也是构成我们的必要Original
博科园
天文物理
4天前
从字面上讲我们都是由星尘构成的，构成我们星球和我们身体的许多化学物质都是由恒星直接形成。现在一项由美国宇航局斯皮策太空望远镜观测到的新研究首次报告表明：地球上最常见的矿物质之一硅石是在大质量恒星爆炸时形成。环顾四周，你很可能会看到某种形式的二氧化硅(二氧化硅，二氧化硅)。硅是地球上许多岩石的主要组成部分，它被用于工业砂砾混合物中，用于制造人行道、道路和建筑物的混凝土。石英是二氧化硅的一种，是美国海岸沙滩上发现的沙子的主要成分。https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/OOCfia0dzt0Wo6iaMEOG30ZFGVNDoibiaaLJo3EaXxdhRiaiaIwf4mxXRGfmWrbhWicibzELeA16icLhcOf4raM0ia290h2A/640?wx_fmt=jpeg
博科园-科学科普：二氧化硅是玻璃的关键成分，包括用于窗户的平板玻璃和玻璃纤维，大多数用于电子设备的硅来自硅。总的来说二氧化硅约占地壳的60%。它在地球上的广泛存在并不奇怪，因为硅尘埃已经在整个宇宙和太阳系形成之前的陨石中被发现。宇宙尘埃的一个已知来源是AGB恒星，即质量与太阳相当的恒星，它们耗尽了燃料，膨胀到原来大小的许多倍，形成了一颗红巨星(AGB星是红巨星的一种)。https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/OOCfia0dzt0Wo6iaMEOG30ZFGVNDoibiaaLJIyGXHIfIxkfhKW14RAUJnKibM6unGqrXdDydkS8AqhxAd4jn9wTo6pQ/640?wx_fmt=jpeg这张照片的超新星遗迹G54.1 + 0.3包括无线电、红外线和x射线光。图片：NASA/JPL-Caltech/CXC/ESA/NRAO/J. Rho (SETI Institute)
但是二氧化硅并不是AGB星尘的主要成分，而观测结果并没有明确这些恒星是否可能是宇宙中观察到的二氧化硅尘的主要制造者。这项新研究报告了在仙后座A和G54.1+0.3这两颗超新星残骸中发现二氧化硅。超新星是一颗质量比太阳大得多的恒星，它耗尽了核心部分燃烧的燃料，导致自身坍缩。物质的快速下降会产生剧烈的爆炸，使原子融合在一起，形成“重”元素，如硫、钙和硅。
化学指纹
为了鉴别仙后座A和G54.1+0.3中的二氧化硅，研究小组使用了斯皮策IRS仪器的档案数据和一种叫做光谱学的技术，这种技术可以提取光，并揭示组成它的单个波长(当阳光穿过玻璃棱镜产生彩虹时，你可以观察到这种效果:不同颜色的光通常混合在一起，肉眼看不见)。化学元素和分子每一个都发出非常特定的波长的光，这意味着它们每一个都有一个独特的光谱“指纹”，高精度光谱仪可以识别。为了发现一个特定分子的光谱指纹图谱，研究人员通常依靠模型(通常是用计算机完成的)来重现分子的物理特性，用这些模型进行模拟，然后揭示分子的光谱指纹图谱。https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/OOCfia0dzt0Wo6iaMEOG30ZFGVNDoibiaaLJAN1gLdiciaPibZ40M7Q1BF4Cl4ArmEsDtkZ3EnyWf4QZKNxvNjcCNJFhA/640?wx_fmt=jpeg但是物理因素可以潜移默化地影响分子发出的波长，仙后座A的情况就是如此。虽然仙后座A的光谱数据显示波长接近二氧化硅，但研究人员无法将数据与任何特定元素或分子相匹配。加州山景城SETI研究所的天文学家Jeonghee Rho是这篇新论文的第一作者，他认为也许硅颗粒的形状可能是这种差异的来源，因为现有的硅模型假设这些颗粒是完全球形的。她开始建立模型，包括一些非球形的颗粒，只有当她完成了一个模型，假设所有的颗粒不是球形的，而是足球形状。https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/OOCfia0dzt0Wo6iaMEOG30ZFGVNDoibiaaLJ2HmhBBzGlpOOo6YzmINJk7g2sxKcK74hUGqqHQ9Lrc72EmTkqREOaQ/640?wx_fmt=jpeg这个模型“确实清楚地产生了我们在斯皮策数据中看到的相同的光谱特征。Rho和她的论文合著者在第二颗超新星残骸G54.1+0.3中发现了同样的特征。这些细长的颗粒可能会告诉科学家形成二氧化硅的确切过程。两位作者还将斯皮策望远镜观测到的两颗超新星残骸与欧洲航天局赫歇尔太空天文台的观测数据结合起来，以测量每次爆炸产生的二氧化硅量。赫歇尔能探测到不同波长的红外线。研究人员观察了两个天文台提供的整个波长范围，并确定了尘埃达到峰值亮度的波长。https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/OOCfia0dzt0Wo6iaMEOG30ZFGVNDoibiaaLJh5ic0KO9qRxOQPpib2UWwf76K1m6eewZUVGvox9OUlooy8y8Svaicbg0w/640?wx_fmt=jpeg这些信息可以用来测量尘埃的温度，为了测量质量，亮度和温度都是必要的。这项新研究表明，随着时间的推移，超新星产生的二氧化硅对整个宇宙的尘埃有很大的影响，包括最终聚集在一起形成我们家园星球的尘埃。这项研究发表在《皇家天文学会月报》(Monthly notice of The Royal Astronomical Society)上。研究证实，每当我们透过窗户、走在人行道上或踏上卵石滩时，我们就会与数十亿年前爆炸的恒星产生的物质产生互动。
博科园-科学科普｜参考期刊文献:《皇家天文学会月报》研究/来自： 喷气推进实验室DOI: 10.1093/mnras/sty1713
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