从星尘到暗淡蓝点:经过漫长星际旅行来到地球的碳

从星尘到暗淡蓝点:经过漫长星际旅行来到地球的碳
2021年04月07日 10:05 新浪科技综合

  来源: 原理

  我们DNA中的氮,

  我们牙齿中的钙,

  我们血液中的铁,

  我们吃下的苹果派中的碳,

  都来自坍缩恒星的内部。

  而我们就来自星尘

  卡尔·萨根曾用这样的句子

  打动过许多人的心

  而科学真正的浪漫在于

  这绝非空谈

  或许更令人惊喜的是

  一些研究人员近日发现

  “我们来自星尘”这句话

  比我们想象的还要准确

  宇宙的故事

  或许你已经听过不少遍

  最初的一切从不可知的虚空中诞生

  在数十万年的时间里

  最轻的一些原子首先凝结

  随后在引力这个巨大“引擎”的牵引下

  原子不断聚集

  极端的温度和压强引发了一种新的现象

  也就是核聚变反应

  恒星被“点燃”

  在它们内部

  经过无数次的原子碰撞

  一次次的质量损失

  一层又一层的同心球层

  发生着越来越快的聚变反应

  当第一批恒星的生命即将终结时

  元素周期表里的前26个元素

  大多已经被创造了出来

  其中就包括

  对生命至关重要的元素——

  当第一批恒星

  在宇宙中绽放出最美的烟火时

  宇宙开启了全新的篇章

  元素被播撒进太空中

  化学为我们带来了

  许多引人注目的含碳的分子

  还有一些充满

  秩序感的固体——矿物

  而纯碳的微晶

  可能就是宇宙中最早的矿物

  它们为太空带来了

  些许钻石的光芒

  在星际尘埃中

  总共包含了十数种常见的“元矿物”

  用地质学家哈森的话说

  在我们的宇宙中,

  或许除了大爆炸

  没有什么事情只发生一次。

  这些爆炸后的碎片

  在引力的作用下

  形成新的星云

  孕育出更多恒星

  数十亿年来

  这个循环不断重复

  创造出了丰富而多彩的宇宙

  直到约50亿年前

  在银河系一处不起眼的“郊区”

  一个触发事件

  让一片巨大的星云

  开始坍缩成新的恒星系

  造就了我们的太阳系

  引力让星云加速旋转

  逐渐形成一个中心凸起的圆盘

  也就是太阳

  它占据着太阳系绝大部分质量

  太阳系被逐渐“组装”起来

  更靠外侧的气态巨行星

  而更靠近太阳的则是岩质星球

  其中就包括我们独一无二的家园

  我们的地球正好处于

  距离太阳“不远不近”的位置

  地球上获得了“不多不少”的碳

  成为目前已知的独一无二的生命星球

  此前,科学家一直认为

  地球上的碳来自

  最初存在于星云气体中的分子

  当这些气体冷却到足以使分子凝结时

  分子会吸积进岩质行星中

  但新研究通过天文观测和模拟

  推翻了原先的假说

  它提出

  地球上的碳很可能直接来自星际介质

  碳元素被隔离在这些固体中

  经历了漫长的星际旅行

  来到我们这颗星球上

  带着星尘的历史

  成为我们的一部分

  如果地球上存在太多碳

  地球的大气层就会像金星一样

  困住太多热量

  而如果碳太少

  地球则可能像火星那样

  变成荒芜之地

  无法维持生命

  我们的星球

  拥有了无数“刚刚好”

  “不近不远、多不少”

  将这颗星球调节成了

  一颗气候宜人的家园

  使生命得以蓬勃发展

  仅仅在银河系中

  岩质行星的“组装”

  就曾无数次地上演

  了解了地球获得碳的故事

  或许未来能让我们发现

  宇宙中的更多惊喜

  #创作团队:

  选题:HZXZ

  文字:Takeko

  #参考来源:

  https://news.umich.edu/from-stardust-to-pale-blue-dot-carbons-interstellar-journey-to-earth/

  https://advances.sciencemag.org/content/7/14/eabd3632

  罗伯特·哈森,《地球的故事》,中信出版·新思文化,2021年2月

  #图片来源

  封面及文首:Martin Heigan / Flickr under CC BY NC ND Pixabay

  超新星:NASA

  第一批恒星:N。 R。 Fuller/National Science Foundation

  原星盘:NASA/FUSE/Lynette Cook

  Pale Blue Dot:NASA/JPL-Caltech

地球宇宙恒星
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