

今年3月,天文学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜观测到两颗失控的中子星在一次惊人的爆炸中相撞,释放出比整个银河系亮100多万倍的伽马射线暴(GRB),这是迄今为止观测到的第二亮的伽马射线暴。
现在,在《自然》(Nature)杂志上发表的一项新研究中,天文学家证实,在爆炸的余波中,被称为千新星(kilonova)的强烈力量融合了碲等稀有重金属。这可能是迄今为止最有力的证据,证明由像千新星这样的爆炸引起的伽马射线暴在宇宙中产生这些重元素的过程中发挥了核心作用。
“这是我们第一次有证据表明这些特殊类型的元素是在这些合并中形成的,”研究的主要作者、荷兰内梅亨大学的天体物理学家安德鲁·莱文告诉《卫报》。
“自从我们有了元素周期表已经有150年了,我们仍然不知道很多元素是从哪里来的,”他补充说。“我们正在努力做的一件事就是填补这些空白。”
中子星是大质量恒星的坍缩核心,被认为是宇宙中密度最大的物体之一。把它们想象成一颗和太阳一样大,甚至比太阳大几倍的恒星,被挤压成一个城市那么大。
研究人员说,研究中观察到的两颗恒星是一个双星系统的一部分,这个双星系统被抛出了12万光年,远离它们的母星系,花了数十亿年的时间逐渐螺旋靠近。
由此产生的爆炸在很多方面都是非同寻常的。伽马射线暴不仅非常明亮,而且持续时间也很长,持续了200秒。这比之前发现的大多数由中子星合并引起的grb要长得多,后者只持续不到两秒,尽管只有少数被观察到。
尽管千新星非常罕见,但对碲的探测表明,元素周期表上的其他重元素,如碘——被认为是维持地球生命所必需的——以及钍,通过这些史诗般的爆炸传遍了整个宇宙。相比之下,像铁这样的较轻的元素被认为是在恒星的核心中融合的。
“大约一半比铁重的元素可能是在这些事件中产生的,”莱万告诉《卫报》。“我们希望看到这一点,但你永远不知道你会得到什么。”
但研究这些巨大爆炸的研究人员才刚刚开始。理想情况下,他们希望能捕捉到更多的伽马射线爆发。
伯明翰大学的天文学家本·冈珀茨(Ben Gompertz)在一份关于这项工作的声明中说:“我们的下一步工作是找到更多这种长期存在的合并,并更好地了解是什么驱动了它们,以及是否正在创造更重的元素。”
更多关于太空:科学家对从天空中消失的恒星感到困惑