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科学:老明星在大爆炸节目中崭露头角

点击量:   时间:2017-08-07 06:31:36

伯克利的肯·克罗斯威尔(KEN CROSWELL)在一颗恒星中检测到的元素铍的意外数量令人质疑大爆炸的标准模型这颗恒星是在我们银河系最早年形成的,其铍含量是标准模型预测值的1000倍铍是一种轻元素,原子序数为4.只有氢(原子序数1),氦(2)和锂(3)较轻根据标准理论,只有这三个元素在大爆炸中大量创造,开始了宇宙的扩张随着我们的银河系逐渐变老,它已经变得更富含铁和其他重元素出生的第一批恒星很少有铁,因为它们是在银河系中几乎没有任何铁的情况下形成的为了测试大爆炸的标准理论,英国剑桥天文学研究所的Gerard Gilmore,瑞典乌普萨拉天文台的Bengt Edvardsson和丹麦奥胡斯大学的Poul Nissen观察到一颗名为HD 140283的恒星,它位于在天秤座,大约200光年远 HD 140283形成于10到150亿年前 Gilmore和他的同事知道HD 140283在宇宙生命的早期形成,因为它含有很少的铁因为HD 140283是如此古老,它的构成反映了大爆炸后不久的宇宙 Gilmore和他的同事使用3.9米的英澳望远镜获得HD 140283的光谱光谱显示紫外区域有两条线,分别为313.0和313.1纳米,这两条线都是铍的特征这些线的强度表明HD 140283具有比大爆炸预测的标准模型更多的铍该理论认为铍与氢的比例应仅为1.5 x 10 -16但Gilmore和他的同事测量HD 140283的铍氢比为1.6×10 -13 - 高约1000倍 HD 140283是最缺铁的恒星,其中检测到铍它的铁氢比仅为太阳的1/400 1988年,其他天文学家报告了两颗恒星中的铍,其铁与氢的比例是太阳的1/20两颗恒星的铍氢比都高于大爆炸预测的标准模型(天文学和天体物理学,第193卷,第193页)根据大爆炸的标准模型,早期宇宙具有均匀的密度但如果这是错误的,并且宇宙开始于高密度区域和低密度区域,那么在宇宙生命的最初几分钟内也可能形成除三个最轻的元素以外的元素铍可能出现在低密度区域内,其中包含从高密度区域漂移出来的中子中子与正常氢(氢-1)碰撞产生氢-3,一种含有一个质子和两个中子的同位素氢-3击中锂-7然后产生铍-9和中子;铍-9由四个质子和五个中子组成,是铍的唯一稳定同位素通过这种方式,异质的早期宇宙可能产生足够的铍-9来解释其在HD 140283中的丰度但是大爆炸并不是铍-9的唯一来源;宇宙射线也会产生它所以HD 140283中的一些铍可能是由宇宙射线产生的,这颗宇宙射线是在恒星诞生之前射穿银河系的 Gilmore和他的合作者说,天文学家应该在HD 140283中寻找另一种轻元素硼,其原子序数为5.如果早期的宇宙是异质的,那么硼-11应该与铍-9一起产生,但只有大约速率的1/10宇宙射线也产生硼-11,但它们产生的硼-11的数量是铍-9的10倍因此,如果HD 140283的铍含量高于硼,那么这些元素可能在大爆炸期间出现,这表明早期的宇宙不是均匀的但如果恒星的硼比铍多,那么宇宙射线可以解释恒星中这些光元素的丰富程度,