垂死恒星如何使地球上的红漆变得便宜?

2017-03-07  来源:每日科技网

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  红色是世界上建筑物最常见的颜色之一。在美国,大多数谷仓涂成红色。 印度大多数公共建筑,包括火车站、邮局和其他大型工作场所也被涂成红色。事实上,英国殖民时期的印度,大多数建筑也都是红色的。
  从传统上来讲,因为红漆是的。红漆主要由代赭石组成,其主要成分为氧化铁。在生活中很常见的红色铁锈就是氧化铁。代赭石是最古老的颜料之一,也很容易获取。因为铁在地壳中的含量约占5%左右,而氧含量为46.6%。代赭石在自然界广泛存在,红漆如此便宜也合乎情理。
  红漆与垂死恒星有何关联?
星云
  为了回答这一点,我们得先来了解一下天上为什么会有恒星。恒星诞生于巨大的氢气云——也称为星云。
  当星云中的氢原子彼此吸引时,会形成巨大的气体球(如木星或土星)。
  如果气体球的引力强大到足以使氢原子互相碰撞,那就能启动核聚变——四个氢原子核(由一个质子组成)结合成一个氦原子核(由两个质子和两个中子组成),由此释放出巨大的能量。这将导致巨大的气体球变成恒星,并开始发光发热,就像我们的太阳一样。
  这个核聚变的原理之一是质子-质子的链式反应,它出现在类似于太阳的恒星之中。而质量更大的恒星有一个更为复杂的机制——碳氮氧(CNO)循环。CNO循环可以持续数百万年,直至恒星核心的氢燃料被耗尽。如果该恒星的质量足够大,将会启动氦聚变。当所有氦用尽时,然后会聚变锂,之后是碳……核聚变就这么一直进行下去,直至产生核子数(中子数与质子数之后)为56的铁元素,这是恒星内部核聚变的终点。
铁
  因为铁的核聚变所吸收的能量要大于释放出的能量,这将导致恒星的辐射压与引力之间的平衡被打破。恒星将发生引力坍缩,内部压力不断增大,最终恒星猛烈爆炸。这就是超新星,它能产生比整个星系还亮的光。在超新星爆炸过程中,将会产生比铁更重的元素,虽然这些元素比较少。
  那么,这与地球上的红漆有什么关系?
  在太阳系出现很久之前,曾有大质量恒星爆发成超新星,然后遗留下一片星云,地球和整个太阳系就诞生于此。这是地球上的所有重元素来源,这也是为什么类似于地球的岩石行星含有丰富的铁。
  铁是一种活泼的金属。在地球的早期,大气中含有二氧化碳和水蒸气等气体,但没有游离的氧。因此,地壳中的铁以金属形式存在,而且不会生锈。
  然而,随着生命的出现,植物开始向空气中释放氧气。氧气与铁结合,导致铁生锈形成稳定的氧化铁。因此,氧化铁就成为地球上最常见的矿物之一。
红色建筑物
  由于氧化铁非常容易获得,红漆便成为的涂料之一,这是地球多年来的化学变化带给人类的天然宝藏。建筑商寻找便宜的油漆,防止建筑物被氧化和侵蚀,因此稳定的氧化铁就成了不二之选。
  综上,这就是为什么垂死恒星会使红漆成为我们这颗蓝色星球上的油漆。诚如已故天文学家卡尔·萨根(Carl Sagan)所言:我们都是来自星尘。

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