天文學家在中子星合併產生的明亮伽馬射線暴後發現了重元素
86 觀看·2024年3月4日
包括克莱姆森大学天体物理学家迪特尔-哈特曼在内的一个国际天文学家小组获得了观测证据,证明在两颗中子星合并引发的大爆炸之后产生了稀有重元素。
这次大爆炸产生了一个伽马射线暴--GRB230307A,是50年观测中第二亮的伽马射线暴,比一般的伽马射线暴亮1000倍。2023年3月7日,NASA的费米伽马射线太空望远镜首次探测到GRB230307A。
科学家们利用多个太空和地面望远镜,包括美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜(迄今为止发射到太空的最大、最强大的望远镜),在天空中精确定位了伽马射线暴的源头,并追踪了它的亮度变化情况。
根据收集到的信息,研究人员确定伽马射线暴是两颗中子星在距离地球 10 亿光年的星系中合并形成千新星的结果。研究人员观察到了碲的证据,碲是地球上最稀有的元素之一。
这一突破性发现使天文学家离解开比铁重的元素的起源之谜更近了一步。
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包括克萊姆森大學天體物理學家
狄特爾·哈特曼在內的一個國際天文學家小組
獲得了觀測證據
證明在兩顆中子星合併引發的大爆炸之後
產生了稀有重元素
這次大爆炸產生了一個伽馬射線爆
GRB230307A
是50年觀測中第二量的伽馬射線爆
比一般的伽馬射線爆量1000倍
2023年3月7日
NASA的費米伽馬射線太空望遠鏡
首次探測到GRB230307A
科學家們利用多個太空和地面望遠鏡
包括美國宇航局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡
在天空中精確定位了伽馬射線爆的源頭
並追蹤了它的亮度變化情況
根據收集到的信息
研究人員確定
伽馬射線爆是兩顆中子星
在距離地球十億光年的星系中
合併形成千星星的結果
研究人員觀察到了地的證據
地是地球上最稀有的元素之一
這一突破性發現
使天文學家理解開
我是一名高能天體物理學家
我喜歡爆炸
我喜歡爆炸產生的伽馬射線
但我也是一個真正關心基本問題的天文學家
比如重元素是如何形成的
哈特曼說
伽馬射線爆是伽馬射線光的爆發
它是能量最高的一種光
持續時間從幾秒到幾分鐘不等
最早的伽馬射線爆
是在20世紀60年代
游泳於監測和試驗的衛星探測到的
持續時間長的GRB是由超新星引起的
超新星是指一顆大質量恆星
在其壽命結束時爆發出的光
持續時間較短的GRB
是由兩顆中子星的合併
或一顆中子星和一個黑洞的合併引起的
雖然GRB-230307a持續了200秒
但科學家們看到
餘灰的顏色從藍色變成了紅色
這是千星星的特徵
爆發本身實際上表明
這是一個持續時間很長的事件
它應該是一個正常的超新星類型情況
但它有不尋常的特徵
它不太符合長爆發的模式
哈特曼說
事實證明
這個放射性雲團
這個千星星餘灰
其中有所有這些合合成指紋
是雙星合併的特徵
令人興奮的是
我們利用微波望遠鏡
識別出了一種化學指紋
而我們原本以爲
這種指紋會出現在短爆發中
卻在長爆發中看到了它
哈特曼說
宇宙大爆炸產生了氫和氦
所有其他元素
都是由恆星和星際介質中的過程產生的
其中一些恆星的質量大到足以爆炸
它們會把這些物質送回氣態環境
然後再製造新的恆星
因此宇宙中存在着一種循環
使我們的碳 氮 氧
以及我們所需的所有物質
變得更加豐富
他說
我們稱恆星爲宇宙的大鍋
熱和反應或核聚變
使恆星閃閃發光
哈特曼說
這使得更多的重元素相繼產生
但他說
當生產到鐵的時候
已經沒有多少能量可以擠出來了
那麼
金和鈾等重元素從何而來呢
重元素有其特殊的起源
主要有兩個過程
一個叫做快速過程
另一個叫做慢速過程
哈特曼說
我們認爲R過程發生在那些中子星合併中
理論建模表明
千子星應該會產生D
但詹姆斯·韋伯太空望遠鏡
探測到的光譜線提供了實驗證據
光譜線是連續光譜中的一條暗線或亮線
它是由原子或離子內部的轉變產生的
哈特曼說
我們認爲這是一個相當可靠的鑑定
但它並不像法庭上所說的那樣
排除合理懷疑
這項研究的詳細結果
可以在科學雜誌《自然》上發表的題爲
JWST觀測到的緊湊天體
合併中的重元素生成的論文中找到
除了哈特曼之外
來自美國多所大學的研究人員
以及荷蘭 英國 意大利 日本
丹麥 西班牙 瑞典 澳大利亞
愛爾蘭 法國 新西蘭 加拿大
以色列 冰島 捷克和德國的科學家
也參與了這項研究

