全宇宙最拉风的钻石,直径有地球5倍大
2022/11/17 17:28:38 中国科普博览

    

     人们总把星星的闪亮与钻石联系在一起,但是这样的比喻显得有一些不恰当。

     每一颗可以看到的星星都是巨大无比的恒星,在距离地球十分遥远的宇宙里,而钻石却十分小,只是一个小小的颗粒。

     更大的问题是,钻石是经过琢磨的金刚石,金刚石看上去很普通,但是当它经过切割、打磨,就会产生多个晶面,散发璀璨的光芒。

    

     图源:pexls

     自然界中的金刚石都很小,这也注定钻石很小。那么宇宙中有没有更大的金刚石呢?有没有可能将它搬到地球?

     今天我们就来分享关于这颗“大钻石”的故事。

     我就是这样一颗巨大无比的天体,整个身体就是一块巨大无比的金刚石,在遥远的太空注视着地球。你可能会问,在寒冷的太空中怎么会有金刚石呢?

     金刚石在地球内部需要经过极高的温度、极高的压力才能形成。现在,人们在高温高压的环境下,也可以人工制造金刚石。金刚石是在地球内部自己形成的,这只是一种传统的说法。

     其实,说金刚石是在太空形成的似乎更合适,恒星内部不仅有高温的条件,还有高压的条件,而且,温度和压力特别大,大到恒星本身无法支持住的时候,一个天体就解体了,产生了超新星爆发。超新星爆发把金刚石喷射出去,在一些来自太空的陨石中,人们发现了金刚石,那就星体碰撞后留下的残骸,它们的体积极小。所以,与其说地球内部形成了金刚石,还不如说是超新星爆发把金刚石送到了地球上。

     Part.1

     烈火修炼的漫长岁月

     我作为一颗金刚石星体,虽然光彩夺目,组成成分却是碳元素,碳就是煤炭,通过燃烧可以带来光明和热量的物质。

     碳这种元素,组成的形式是多种多样的,不仅铅笔芯是碳,就连飞机的外壳也是碳。生命也是由碳、氢、氧三种化学元素构成的,不管是植物,还是动物,主要成分都是碳氢氧三种元素。

     从本质上来说,地球上不该有碳元素,碳元素来自太空,是太空中恒星的演化,产生了碳元素,后来又经过超新星爆发,把碳元素送来了地球。

    

     超新星爆发 来源:百度百科

     宇宙中的碳元素是在恒星的大熔炉中煅烧而成的。经过烈火的修炼,才产生了我—一颗金刚石星体。

     在宇宙刚刚诞生的时候,只有氢元素,到处弥漫着氢元素组成的气体。氢元素凝聚成为一大团气体,气体的温度越来越高,就会燃烧起来,发出烈火一样的光芒。

     这就是一颗恒星,跟太阳一样光芒四射。我就是那个时候诞生的。但是,总有一天,氢会燃烧完,对于太阳那样的恒星来说,这个过程能维持50亿年。50亿年后还燃烧什么呢?

     宇宙早就做好了安排,氢燃烧过后会变成氦元素,氦元素照样也能燃烧,它需要更高的温度才能点燃,燃烧产生的温度也会更高,将会到达1亿摄氏度,而氢燃烧只能达到1000万摄氏度。

     依靠氦元素的燃烧,我还能维持十几亿年。无休无止地燃烧,目的是制造出碳元素。氦燃烧的过程就是制造碳元素的过程。这个过程也就是制造出金刚石的过程。

     但我并不是简单和缓地变成一颗金刚石星体,我要经过一轮生死的考验,发生一次超新星爆发。当超新星的光芒褪尽,我就成为一颗温度更高、密度更大的白矮星。我在高压的环境下,碳元素结晶形成了一块巨大的金刚石,从内到外坚硬无比。

    

     白矮星概念图 来源:百度百科

     白矮星是一种低光度、高密度、高温度的恒星。因为它的颜色呈白色、体积比较矮小,因此被命名为白矮星。表面温度8000K,发出白光,可有几十亿年寿命。

     Part.2

     兄弟老年相见

     当我从一大堆星际尘埃中形成时,和我一起出生的还有我的兄弟,我们是一对双星,这种情况在宇宙中很多,宇宙中的很多恒星都是双星。

     我和我的兄弟一同形成,一同慢慢长大、变老。但是,因为起初个头不一样,也就注定我们会沿着不同的方向演化。

     我的兄弟从早期宇宙中吸收到的氢元素较多,比十个太阳还要多,这么多的物质也就注定他燃烧的温度更高,提前把氢元素燃烧完了,于是他在我之前进入到氦元素燃烧过程,而后又进入到碳燃烧过程,碳烧完后,还会进入更高一级的燃烧,总之,燃烧产生的化学元素越来越重,它的压力也在一天天增长,直到有一天,它的压力把电子压进原子核的内部,全部成为中子。

     这时候就没有化学元素的区别了,于是它也经过一次激烈的超新星爆发,变成了一颗中子星。

    

     中子星概念图 来源:百度百科

     老年的我们相互比较一下,最大的不同点表现在密度上,我是一颗白矮星,密度异乎寻常得高,每立方厘米质量就达到几十吨。但是,在我兄弟中子星面前,这是小巫见大巫,中子星的1立方厘米可以达到1亿吨。半径10千米的中子星就可以与太阳相提并论了。

     种种特性显示,他并不是一颗普通的中子星,他是一颗能够发出电磁辐射的中子星,也就是说他是一颗脉冲星。就像是大海中的灯塔那样,不停地向周围扫射出电磁波。

     Part.3

     兄弟变成父子

     当初我们一同诞生的时候,虽然有着质量上的差异,但我们还是像亲兄弟那样,手拉着手,双方之间保持着一定的距离,在彼此绕转。

     这种绕转表明,我们的地位是平等的。但后来,情况发生了改变,我变得开始围绕着他转了,他一举成为主角,我成为配角。

    

     双星概念图 来源:百度百科

     这一切还得从我们的个头不一样说起,当我成为超新星爆发的时候,释放出来巨量的物质,这些物质成为一个外壳,释放到周围的宇宙空间,俗话说,肥水不流外人田,这些爆发出去的外壳物质,最终全部被脉冲星吸收了,我的物质日复一日地流向脉冲星。

     说起原因,还是因为它的个头大,引力也大,似乎当初的大小不均已经注定了今天的结果。跟爆发前的我相比,我的质量损失得太多了,但是我的兄弟却因为从我这里吸收了大量的物质,变得更加强大了。

     于是,我们不再相互绕转,我开始从固有的轨道走开,进入到环绕他运行的轨道,我开始成为他的行星。这就是我们的命运,我因为个子小成为他的一颗行星,从兄弟变成了父子。

     Part.4

     超级金刚石很愤慨

     让我不满的并不仅仅是兄弟变成了父子,还有其他一些问题。

     我在围绕着脉冲星运转,他是我的主人,作为主人,他有自己的名字叫做 PSR J1719-1438,而我至今还没有自己的名字,只是拥有一个从属于他的名字,叫做 PSR J1719-1438B,人们习惯称我为一颗金刚石行星。

    

     PSR J1719-1438B概念图 来源:百度百科

     可以预言,具有我们这种金刚石特性的星球很多,现在其他的金刚石行星也会出现在天文学家的视野里,巨蟹座55e,还有绕脉冲星 PSRB1257+12公转的行星都是碳元素行星,它们都可能也是金刚石行星,只是还没有被确认,等到确认的时候,我们就成为一个大家族。

     作为我的兄弟,更加让我生气的就是他的自转,PSR J1719-1438是一颗脉冲星,在高速度地自转,把他的光芒和电磁波扫向宇宙,向宇宙炫耀他的存在。

     当他的电磁波扫过我的时候,我的身体上就会激发出光信号和电信号,也正是因为这个原因,科学家才发现了我,而且还据此得出结论,知道我每隔2小时10分钟围绕他运转一圈,我们之间的距离是60万千米。

     作为一颗“巨大金刚石“,当我出现在地球人面前时,竟有贪婪者宣布,我归他所有,他拥有最大的钻石,而且还要售卖?

     这真是荒唐透顶的事情,我在遥远的巨蛇座,距离地球有4000光年那么远,你怎么运回地球?

    

     巨蛇座 来源:百度百科

     我的体积并不大,但就直径来说,也能有地球的5倍,在行星家族中也是庞然大物了,更何况,我的密度也大得很,比太阳系的木星还要重得多,谁能带得走?

     另一个事实我也必须要告诉他们,在我的表面上,存在着金刚石,但是也存在着很多硅酸盐和石墨等物质,我并不是一颗纯净的金刚石。

     对于这些具有贪婪之心的人,我还要告诉他们,不仅宇宙中有金刚石天体,就是黄金星体也会有,你能带得走吗?

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