牙膏裡的氟來自何處?乃快死掉的恆星是也!

作者 | 發布日期 2014 年 08 月 30 日 18:00 | 分類 天文
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眾人皆知:牙膏裡含有氟(fluorine)這種成分,不過您知道氟元素來自何處嗎?這個問題困惑科學家已久,關於氟元素的來源有 3 種主要的理論,不過根據瑞典隆德大學(Lund University)天文學家 Henrik Jönsson 和 Nils Ryde 等人的最新研究:氟很可能是與我們太陽相似、但比太陽重一點的的恆星,在其接近死亡階段的過程中形成的。我們的太陽和太陽系中的行星,是從這些已經死亡的恆星遺留的物質中形成的,所以地球上才會有氟元素的存在。



由於不同化學元素是在恆星內部高溫高壓環境下形成的,特定波長的譜線代表某特定元素在某特定溫度下的狀態,所以天文學家可以透過光譜來研究恆星含有什麼樣的化學成分,以及這些元素的豐富程度。Ryde 等人研究在宇宙各年齡階段形成的恆星的中紅外光譜,查探這些恆星擁有的氟含量,看看是否與哪個理論預測相符。

氟元素是在恆星生命接近末期,即將轉變成紅巨星(red giant)階段時形成的,之後從恆星核心逐漸轉移到恆星較外側的部分。之後,恆星外層大氣逐漸向外擴張而形成行星狀星雲(planetary nebula),氟就是在這個過程中與恆星週邊環境原有的星際介質氣體混合。新恆星和行星從星際介質中誕生,當這些新恆星也死亡,再度充盈這個區域的星際介質含量。如此一來,星際介質中的氟元素比例就會隨著一代代恆星演化與死亡而增加。

Ryde 等人現在也開始著眼於其他類型的恆星,並試圖找找看氟元素是否曾在第一代紅巨星形成之前的宇宙早期就已被製造過。他們也計畫利用相同方法研究和太陽周邊不同的宇宙環境,例如靠近銀河系中心超大質量黑洞的地方,因為該處的恆星死亡與誕生的循環,比太陽附近這樣比較靠銀河系外圍的區域還要快得多了。在不同環境中的恆星所含的氟豐度,將可讓這些天文學家瞭解該處的造氟過程是否有所不同。

(本文引用自 臺北天文館之網路天文館網站) 

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