距离地球10万公里的地方有一颗“黄金星球”,它的价值超乎想象
黄金自古以来就是地球上的硬通货,它以非常稀少、难以合成、储量稳定等特点,成为价值和财富的象征。然而,地球上的黄金,绝大部分都被埋藏于地底深处无法开采,目前人类采掘出来的黄金仅有十多万吨,人均才有几十克。所以,科学们在外太空中发现“黄金星球”,势必会引起人们的强烈兴趣,一些人士说不定还会蠢蠢欲动呢。
“黄金星球”的发现
几年之前,由美国、英国和欧洲联合发射的一颗探测卫星,在对外太空进行监测时,发现在巨蟹座K星系统内,存在一颗“黄金星球”。这颗卫星上装载有特殊的探测设备,可以接收来自遥远星球的短波紫外辐射,由于很多重金属的光谱线都会落在短波紫外辐射的波段范围之内,因此科学家们能够根据这颗卫星观测到的光谱特征,对来自巨蟹座K星的金属含量进行估测,结果大吃一惊,这颗星体的大小达到3个太阳,其中内部主要由铁锰所组成,外部由一层黄金所覆盖,含金量起码在1000亿吨以上。
然而,这颗星体距离地球在2500光年之外,即使坐上接近光速的宇宙飞船,起码得4000-5000年才能到达,而我们目前最快的飞行器速度,距离光速还相差甚远,所以我们只能望金兴叹了。
不过,令深爱黄金的小们伴们兴奋的是,科学家们在太阳系我们的“一亩三分地”里,也发现了一颗“黄金星球”,它在170年前率先由意大利天文学家所发现,并以古希腊神话人物为原型将其命名为“灵神星”。这颗行星在被发现以后的较长时间内,科学家们还没有意识到它到底“多有钱”,只是被它与周围其它小行星相比较大的质量以及几乎纯金属的特征所吸引。
后来,随着观测技术的升级,科学家们对这颗位于小行星带内的天体进行了深入观测,特别是利用精密的光谱仪分析,发现“灵神星”的一些富集矿脉上,分布着与其它区域以铁镍为主完全不同的金属,基本上是金、铂和铜这些地球上非常贵重金属的混合体。
“灵神星”上到底有多少这样的金块呢?据科学家观测,“灵神星”是截至目前在木星、火星之间小行星带中,发现质量最大的一颗小行星,其质量约为2.7亿亿吨,这个质量几乎占据了整个小行星带总质量的0.6%,显得与其它小行星“格格不入”。
在该星体上,大部分为铁镍金属所构成,而在一些凹陷处,则可以明显看到黄色的区域,这些区域则主要由金、铂和铜所所构成,据推测,其黄金混合体的质量,能够达到上百亿吨之巨,差不多是地球现有开采黄金量的几十万倍,况且它距离地球,与之前发现的那个遥远“黄金星球”相比,简直近到不可想象,我们人类依靠现有的飞行器,是很容易到达的。
金元素在行星中的聚集和沉积
大家知道,宇宙中的金等重金属元素,其来源都可以归结为超新星爆发。巨大质量的恒星,在其内部进行核聚变的过程中,可以将众多轻元素逐渐聚变为较重的元素,由于铁的比结合能最高,因此无论多大的恒星,最终的核聚变产物只能到铁为止,这也是晚期恒星从外到内呈现的是从氢一直到铁的“洋葱圈”的结构。
随着大质量恒星在生命末期最后一刻所发生的超新星爆发,巨大的能量一方面使恒星众多的组成物质抛洒到宇宙空间中,同时也为快中子捕获提供了足够的能量来源,在此过程中,很多铁及以下的元素,在短时间内就俘获了不同数量的中子,相继生成了很多比铁还要重的重金属,这些物质与轻元素一起,成为星云的重要组成。
随着温度的冷却和星云物质引力扰动的影响,这些物质在漫长的演化进程中,逐渐发生聚合,物质密度很大的区域率先聚合成大质量的恒星“雏形”,开启了新一轮的核聚变。那些没有被吸入恒星内部的星际物质,则继续聚合形成行星内核,然后逐渐吸附被“恒星风”吹过来的星际物质,继而分别形成固态行星和气态行星。在行星(或者卫星)的形成过程中,那些被吸聚的重元素物质,在重力作用下会逐渐向内部沉积,这也是为什么行星(无论是固态还是气态)都拥有一个金属内核的原因。而较轻的元素则所在行星的外层,最后形成了行星的外壳。
太阳系“黄金星球”的形成
一般情况下,金元素在不同行星的形成过程中,其丰度值应该差不了多少的,而且本身金的原子序数很大,在整个超星星爆发之后,在新形成的星际物质中占比也不会太高。但凡事总会有例外,恰恰就会有极个别的行星,在其内核的形成过程中,依靠着得天独厚的先天条件,率先将周围较多的金元素给吸附过来,最后所形成的行星内核中金元素的含量就会偏高。“灵神星”这就是这其中的一个代表。
根据科学家们的观测和深入研究,之所以“灵神星”的质量在小行星带中显得格格不入(极有可能是小行星带中质量最大的一颗),在很大程度上与小行星带的形成有关,这就需要追溯到太阳系行星形成的初期阶段。
在太阳形成之后,众多残留的星际物质,在距离太阳不同轨道之处形成了比现在要多得多的行星,在相互之间引力的作用下,很多行星的轨道存在着交集,不可避免地会发生剧烈碰撞,有些行星因碰撞而解体,变为更小的行星或者碎片,而有的行星则会发生相互融合,成为质量更大的行星,最终形成的局面就是仅有为数不多的行星顽强地“生存”了下来,奠定了八大行星目前局面的基础。
而关于小行星带的形成,目前有两种观点。一种是行星物质剥离说。原本介于木星和火星之间,还有一颗大质量的行星,其内核就是现在“灵神星”的前身。由于受到相邻行星特别是木星巨大引力的干扰,这颗行星最后发生了解体,其外壳被完全剥离,最终形成了小行星带,内核由于是金属构成,非常致密和坚韧,没有继续分裂,直接暴露了出来,形成了“黄金星球”。
另一种观点是失败的行星说。小行星带所有星体的总质量,加起来还没有月亮大(二十分之一),还没有足够的资格形成一颗行星,也就是说虽然在长期的引力扰动下聚合形成了众多小型天体,但就差临门一脚,这些小行星体缺乏必要的物质基础,同时也受到木星引力的约束,最终没有再聚合形成一个新的天体,只能成为行星的半成品,飘荡在木星和火星的轨道中间。“灵神星”就是这些半成品行星其中一个杰出代表,也是最有可能以其为核心聚合形成新行星的,只不过事与愿违,最后只能以“黄金”内核的形态呈现在宇宙空间中。
开采“黄金星球”未来可期
随着人类社会的不断发展,资源和能源供求关系之间的矛盾也越来越突出,因此将目光瞄向地球以外的星球上,在相当长的时间内都将是推动科学技术发展、缓解地球资源能源短缺的重要领域,所以也在不断推动着航空航天技术、太空开采技术向纵深方向发展。而像“灵神星”这样距离地球这么近、资源这么丰富的星球,自然成为未来太空开采的首选之地。
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