元素的宇宙丰度与起源

元素的宇宙丰度是指各种化学元素及其同位素(核素)在宇宙的相对含量。元素的起源则是指各种核素生成的条件、过程和场所。测定各类天体的元素丰度,研究元素的分布规律,是建立元素起源理论的依据,也是探讨天体演化的基础。     

哈尼天体——类星体的绿色幽灵

<正>人世间是否有幽灵?没人知道答案。但是,在宇宙中却存在着一种被称为"宇宙幽灵"的奇特气态天体。1999年7月23日,钱德拉太空望远镜成功升空,作为人类的"眼睛"观测着宇宙空间。作为一类特殊天体,黑洞一直是钱德拉太空望远镜的重要观测目标,但在一个遥远且超大质量黑洞周围,科学家却发现了一个奇特的"天文奇景"——"宇宙幽灵"。     

宇宙中铁以上的重核是如何合成的?

针对21世纪尚未解决的11个重大物理问题之三,即"宇宙中从铁到铀的元素是如何产生的?"进行了系统的阐述,包括问题提出的背景和重要性、主要研究内容、国内外进展以及将来的发展趋势.介绍了产生宇宙中比铁重的元素(简称为超铁元素)的几个主要核合成过程,并总结了相关的研究目标.目前,尚需要精确测量天体核合成路径上关键核素的质量、寿命以及相关核反应的反应截面或者天体物理反应率等核物理输入量;开展天体元素或者同位素丰度的观测研究,以及星际X和γ射线等的卫星观测;发展天体物理模型以及核物理理论模型,最终将可靠的核物理输入量、核天体物理理论模型和天文观测数据相结合,以探索和解决宇宙中超铁元素的来源问题.     

自然信息

锂-7的丰度是察知早期宇宙的一把钥匙天体物理学家们相信在早期宇宙中存在着两种不同状态的物质:一种是分布在全宇宙的强子,另一种则是紧密集合成团的夸克团块。巴黎天体物理学院的休伯特·里夫斯(Hubert Reeves)前不久对这两     

‘宇素——结构＇系统宇宙模型：新元素周期表的推导与说明之二

‘宇素——结构’系统宇宙模型，是笔者首次提出的。这里所说的宇素，包括基本粒子(如各种夸克、轻子、重子)和由基本粒子组成的基础粒子(不同元素等)。它们是组成宇宙物质(包括各类天体)的基本成分。     

宇宙三怪:黑洞、白洞和空洞

浩瀚的宇宙高深莫测,无奇不有。其中最玄妙的莫过于存在着这样一种“神秘的天体”:它看不见、摸不着,迄今为止的各种天文望远镜都没有直接观测到它,但天文学家通过其他观测途径,又确信它存在于宇宙之中,并有可能主宰着整个宇宙的命运。这种“神秘的天体”就是根据爱因斯坦广义相对论所预言的一种奇异天体——     

行星粉碎机

如果我们说有一种机器可以把地球、火星那么大的行星"磨成"粉末,或许有人会说我们是痴人说梦,或者那是科幻电影中的场景.然而,在浩瀚的宇宙中的确有一种天然的行星"粉碎机".这是一种奇特的天体,它可以像粉碎机那样把岩石行星"磨碎"成粉末.英国华威大学的天体物理学家指出,能"粉碎"行星的天体是白矮星. 白矮星是如何形成的 白矮星是"即将死亡"的恒星.恒星是可以发光发热的天体,它们就是一个个天然的核反应堆,可以把氢、氦等小原子聚合成大原子.这在物理学上被称为核聚变反应.恒星不断地在宇宙中燃烧,终将会有烧完的那一天.     

宇宙中^3He稀少之谜有了答案

天学家们认为宇宙中^3He的来源应有两个：一是宇宙创生爆炸时原初核合成过程造出的，这时伴随着大量的氢一同产生的有^3He和少量的氘、^3He以及^7Li等轻元素；第二个来源是众多恒星演化到红巨星阶段时，其内部的氢之核聚变反应形成的^3He，理论预期如此产生的^3He之总量释放到宇宙中时应是目前实际观测值的10倍。现代的恒星演化学说已成功地预见到所观测的宇宙中许多较重元素的丰度，但丢失的^3He的丰度多年来一直困扰着天体物理学家们。     

大宇宙，大困惑

假若宇宙起始于一次大爆炸,那么大爆炸以后,宇宙的膨胀方式会是怎样的呢?科学家们猜测,宇宙的膨胀应该受到引力的牵制,引力仿佛是宇宙大爆炸的"制动器",它会慢慢使宇宙的膨胀变得慢下来。为了证明这一点,科学家们需要找到证据,方法是给遥远的天体定位,并测量它们如何运动。以前,人们在宇宙中发现过一种神秘的脉动变星,名为"造父变星",这种变星的光变周期和光度之间有稳定的关系,因而可用来确定天体的距离,所以造父变星被称为宇宙的     

生机盎然的γ射线天文学

在浩瀚的宇宙中,到处发生着伴有γ射线辐射的高能过程,γ射线直接同太阳系、银河系以及河外星系中经常发生的核过程、高能粒子过程和很高能量的物理过程有关,在研究宇宙中快速膨胀、爆发,高能粒子加速,超密天体的引力吸积,元素形成,粒子与反粒子湮灭等过程的能量转化与传输方面,γ射线具有独到的作用,因此,在未来的年代里,γ射线必将成为人类认识宇宙的一个重要的新“窗口”,在揭示宇     

宇宙会"大爆炸"吗

"大爆炸"是怎么回事 我们居住的地球是太阳系中的一个成员,而太阳只是银河系里3 000亿颗恒星中的一个中等成员.可见,我们的银河系作为宇宙中的一个星系,可算得上是一个十分庞大的天体大家族了.实际上,宇宙中的任何一个星系,都是包含众多天体的大家族.     

宇宙中最黑暗的秘密

宇宙中最黑暗的地方是哪里?我们几乎可以脱口而出:黑洞!黑洞也是宇宙中最神秘的天体,它因难以探测而一度被人认为是仅仅存在于科幻小说中的天体.然而,越来越多的科学探索证实了黑洞的确存在于茫茫宇宙中.2020年,诺贝尔物理学奖首次颁发给了研究黑洞的科学家,他们分别是数学家罗杰·彭罗斯、德国天体物理学家赖因哈德·根策尔和美国天...     

太阳系的元素丰度与起源

化学元素的丰度与起源是自然科学的重要问题。太阳系的元素丰度与起源是研究太阳系天体以及宇宙起源演化的基础,在地球科学及很多应用领域都有重要的科学意义和实用意义。随着科学技术的发展,太阳系的元素丰度数据不断地更新,新发现的元素同位素核素“异常”挑战太阳系天体起源学说,一些书刊上的旧资料不能适用于当代研究需要,应当与时俱进,提高研究和应用水平。     

迄今质量最大类星体现身

<正>类星体是宇宙中最明亮的天体,因其中心黑洞疯狂吞噬周围物质而发出极强的光芒。通过长期的观测研究,天文学家确定早期宇宙的类星体中含有超大质量黑洞。但这些黑洞是如何在宇宙诞生不久就"成长"为超大质量黑洞的,一直是一个有争议的热门课题。     

一颗恒星的死亡重播

<正>除了极小一部分空间外,宇宙中遍布着引力,它们无处不在。在强大的引力场中,光线也会发生弯曲,而一个巨大的星系或者星团,就能让宇宙中的星光"不走寻常路"。1915年,伟大的阿尔伯特·爱因斯坦提出了现代物理学的奠基之作——广义相对论。其中,爱因斯坦预言了一种现象——由于时空在大质量天体附近会发生畸变,使光线在大质量天体附近发生弯曲(光线沿弯曲空间的短程线传播)。如果在观测者到光源     

高分辨率成像空间射电天文台——突破分辨率极限的“空-地”观测网

<正>上海天文台提出的空间VLBI阵列(一期)的概念图,由两个空间射电望远镜与地面望远镜组网,实现几十微角秒的分辨率,能够对黑洞等极端致密天体成像一直以来,浩瀚的宇宙神秘而又令人向往,探索宇宙是人类永恒的追求目标。一代又一代科学家克服千辛万苦,锲而不舍,不断提高观测手段,为的就是更深入了解我们的宇宙,能够"看"得更远,"看"得更清楚。宇宙中高能的天文现象通常与极端致密的天体(如黑洞)密切相关,许多与黑洞相关的     

破解宇宙之网——大规模巡天新时代即将到来

整个宇宙就像一张复杂的网,所有的恒星和星系都附着在它之上.诗人们也许会因此吟唱,但是在这些华丽的诗篇中却蕴含着科学家们对宇宙的认识.揭开这张"宇宙之网"将会是天文学家、天体物理学家和宇宙学家们的下一个巨大挑战.     

巨眼凌霄:哈勃空间望远镜的25年

"哈勃"在25年的历程中,以其一系列的突破性发现,使人们对宇宙的认识有了深刻的变化。宇宙中充满着各种波长的电磁波。地球大气的吸收、反射和散射,致使电磁波谱中大部分波段的天体辐射无法到达地面。为了充分领略"宇宙交响曲"之妙,人类必须设法全面接收来自太空的所有种类的电磁波。否则就会像一个听力障碍严重的人出席一场音乐会,现场演奏的优美乐曲实际上大多被错过或歪曲了。20世纪后期,空间天文观测摆脱了地球大气层的桎梏,使人类跨入了在电磁波谱所有波段上研究宇宙和天体的     

宇宙化学

宇宙化学是七十年代,由现代宇宙学与化学杂交发展起来的一门崭新的边缘学科,是化学与天文学相互渗透的产物.它的主要任务是专门研究宇宙的化学组成、化学作用和化学演变等极其复杂的化学现象,并寻求其中的规律.为揭示和探索天体的演化、宇宙的形成和生命的起源提供重要的科学依据. 宇宙的化学组成极目长空,日月经天,星斗回旋,河汉纵横.这浩瀚无边的天体,变化无常的宇宙,自古以来就引起了人们极大的兴趣.观察它们的出没变化,探索它们的运行规律,远在几千年前就开始了. 早在一百二十年前,德国化学家本生(Bunsen)和克希霍夫(Kirchhoff)设计了一套证认各种元素的实     

引力趣谈

我们是幸运的。地球稳稳地运行在自己的轨道上，并与周围巨大的天体保持着适当的距离。它不会向太阳一直落下去，直到最后被巨大的火焰烧成灰烬。使太阳、地球以及那些巨大的邻居保持着如此稳固关系的，就是宇宙间最基本的力量之一：引力。强大又弱小引力是一种非常巨大的力量。要知道我们地球的质量将达58万亿吨。而在地球所处的银河系中，有1000多亿颗质量远远大于地球的恒星。至于整个宇宙中的天体，更是不计其数，但它们都在引力的作用下井然有序地运行着。虽然引力控制着宇宙万物的运行，但事实上引力是四种基本作用(力)中最弱小的一种…