天体的金属性:为什么“金属=非金属”?


19

Metallicity 物体的含量是指其中除氢和氦以外的化学元素的含量。

注意:其他元素在其定义的真正含义上可能是也可能不是实际的金属。

但是为什么天文学家使用这样的术语metallicity呢?创造一个可能(或者实际上正在)与metal-content该天体混淆的术语的历史和原因是什么?

有任何科学目的或解释吗?我不认为这只是一个随机的接受,但这样做的背后可能没有那么扎实的动机。如果有,那是什么?

Answers:


14

首先,较重元素对铁的相对丰度(例如)是恒定的。因此,恒星的金属含量是任何比He重的元素含量的简写。(注意:我们现在知道在很多情况下都不是这样,并且可以通过合成过程对元素进行分组-例如,我们可以谈论“α元素”-由α粒子捕获产生的O,Mg,Si等;或s过程元素-由s过程产生的Ba,Sr等我们知道,“贫金属”的恒星中O / Fe的比例会变大,而Ba / Fe会变小,所以说一个“金属性”参数只能带您到此为止,而事实却更复杂(也很有趣)。

下一点是为什么将它们称为“金属”,而不是诸如“重质”之类的术语。我想这可以追溯到一段历史,事实上,恒星的初始丰度分析是(而且仍然是整体上)在光谱的可见部分进行的(例如,在19世纪初,Hyde Woolaston进行了分析)和Fraunhofer)。比他重的最丰富的元素实际上不是金属。它们是氧气,碳,氮和氖。但是,这些元素的特征在(大多数)恒星的可见光谱中根本不明显。然而,Fe,Na,Mg,Ni等元素(通常是金属)的特征(吸收线)通常非常突出。

因此,有原因的背后命名为“金属”的一些历史。它是除了氢和氦之外,金属元素在恒星的光谱中具有最突出的特征,而在大多数恒星中,很难看到更丰富的非金属的特征。


6

背后没有“历史”。恒星物理学不到100年的历史。因此,并不是由于某些轶事原因而产生的术语。自开始以来就是这种方式。为什么?

因为我们不在乎。真的吗

氢和氦更为重要和丰富,因此我们需要测量其他元素,由于它们对我们的重要性较低,因此可以归为一个名称。一天晴朗,一位优秀的天文学家坐在阳台上喝咖啡,他想:“我怎么称呼一组元素,其中大多数是金属?” 惊喜,惊喜,他决定称它们为金属。

我听起来不是在和你开玩笑,尽管听起来可能像那样。但这就是天文术语。我假设您是该领域的新手,因为这不是我们所做的唯一疯狂的事情,目的是表达我们对术语,符号和单位给予多少废话。


嗯 我理解你。我只是希望天文学家不只是想像一下,让我把其余的元素称为金属,它们是随机的。我希望背后可能有个好故事。某些事情发生了,它导致了另一个,又导致了另一个。这始终是连锁反应。我的高期望导致了这个问题。无论如何,谢谢您的投入。:)
MycrofD 2014年

2
实际上,我们确实对这些其他元素和金属给出了很多“废话”。即使在太阳物理学诞生的那些日子,对恒星的化学成分还是有相当大的兴趣。我仍然认为命名是出于简化的原因。
AtmosphericPrisonEscape

@AtmosphericPrisonEscape是的,那是我说的。为简化起见,命名为“来”。“现在”,我们不要胡扯。
Cheeku 2014年

2
@Cheeku:我不是在说这个,我是在说我们不在乎天体物理学和天文学中的金属的神话。
AtmosphericPrisonEscape

6

1812年,弗劳恩霍夫(Fraunhofer)测量了太阳下的一组吸收线。直到后来,基尔霍夫(Kirchoff)和本生(Bunsen)才发现这些吸收线与他们在实验室燃烧的金属的发射特征相匹配。(http://www.chemteam.info/Chem-History/Kirchhoff-Bunsen-1860.html

在化学中,元素周期表中的大多数东西都被称为“金属”( http://en.wikipedia.org/wiki/Periodic_table_%28metals_and_nonmetals%29),因此考虑到“金属”占整个恒星的比例很小,称它们为金属可能并不遥远。

天文学的确倾向于保留历史惯例(参见幅度),但是使用金属性这个名称确实有一定用处。在许多情况下,如恒星之类的物体可以分为“富金属”或“贫金属”以描述不同的行为。具体的元素丰度对于其中一些研究不一定重要。使用笼统的名称(例如“ metals”)可以使分类更加简单。


3

即使它是由于其他答案中概述的历史原因而产生的,但今天由天文学家定义的金属与非金属之间的区别确实仍然有意义。

金属是由恒星和超新星形成的,而非金属则是恒星。因此,在考虑核合成时,区分是有意义的。


1
除了锂和铍。
罗布·杰弗里斯
By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.