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什么是奇怪的氙?为什么在太阳风和木星上氙的同位素比例不相同?

时间:2009-07-04

同位素是在其原子核中,质子数相同而中子数不同的原子,它们的化学性质相同

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太阳是由超新星制造的吗?

“什么是奇怪的氙气,为什么在太阳风和木星上Xe136/134的比例不相同,这是有什么象征意义吗?”

氙有9种稳定性同位素和20种放射性同位素。(同位素是在其原子核中,质子数相同而中子数不同的原子,它们的化学性质相同。)在地球上,氙的大量不同的同位素具有特定的比例。例如,在地球上两种最不常见的同位素Xe134(10%)和Xe136(8%)。“奇怪的氙气”似乎是指陨星中发现的不同同位素比例,但它不是一个常用的术语。

大家一定知道奥利弗·曼纽尔博士关于太阳主要由铁构成的理论。他用氙的比例来支持自己的观点,并称它们在木星和太阳风中是不同的这一事实证明了太阳系是在超新星爆炸中形成的,并且太阳是由铁构成的。

这一观点称除非太阳系是在超新星爆炸中形成,否则陨星中奇怪的氙同位素混合物是无法形成的。在我看来,这个观点不对。我们知道,太阳系形成的气体云含有重金属,因此,其中必定有几次超新星爆炸的一些遗迹。氙混合物很容易成为一种示踪剂,这并不要求太阳系是形成于一个超新星。事实上,曼纽尔博士测量陨星中同位素比例的工作,对证明太阳系形成的气体云一定是由不止一颗超新星富集而成,起到非常重要的作用。

Xe136/134的比例在木星和在太阳风所测量的值是不同的。在曼纽尔博士的理论中,认为太阳系的中心领域是由超新星的内部部分形成的,而外部领域是由超新星的外部部分形成的,并将这作为理论依据。据我所知,没有其他科学家对这个小细节引起重视。因为同位素的比例很难去测量,更难去说明,所以我不想将它作为一个理论的依据。在我看来,大量支持太阳系形成标准的设想,比这个微小的点更重要。木星和太阳都是有着非常复杂的原子混合的物体。这使得氙的同位素比例很容易发生变化。我不认为同位素比例的不同有任何的象征意义。

图解:木星以及它表面上的极光

我们太阳系可能有不止一颗超新星形成。

那么是什么过程制造了“奇怪的氙气”比例,这将不同于我们在太阳风中看到的氙气比例?可能还有其它比例我们还没有发现?

很容易理解太阳和太阳系形成的气体云一定是由不止一颗超新星富集而成。正如我前面提到的,曼纽尔博士一些关于陨石中丰度比的工作为这一设想提供了一些基本的证据。在其他星系和我们星系的其他区域都看到了超新星的富集—-似乎超新星和恒星形成之间有很强的关联——也许超新星的冲击波是引发气体塌缩的必要条件(或者肯定会有帮助)。这是一个有趣的反馈系统。

科学家不认为被测出的氙的同位素比例有什么象征意义。核合成产生的比率是由其微调和最初的状态决定的。因此,这些比例可能会在太阳的混合过程中发生改变,很难去测量(也就是说 重的同位素可能优先落在太阳的中心)。科学家认为使用这些同位素作为如此特别的观点的主要证据是不科学的。

曼纽尔博士列出了更多支持他的理论的证据来回答这个问题,并要求在这里发表。所有理论都应该有权根据证据来判断是否正确,然而,我们并不认为这里是进行深入科学探讨,并且将让科学家们在太阳系形成领域开展工作,以解决曼努埃尔博士理论中更好的观点。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. 熵-curious

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