大發現!宇宙“密度老二”互相碰撞!人類在現場發現了重元素

最新消息!天文學家首次在基洛諾娃事件中發現了鍶!

所謂基洛諾娃事件,一般指的是發生在中子星之間的劇烈碰撞事件,由於中子星的密度僅次於黑洞,所以這場宇宙“密度老二”的碰撞引起了人類重點關注。隨後天文學家在這兩顆中子星相撞後發現了重元素“鍶”,這是人類首次在宇宙級的碰撞中發現重元素。這一發現刷新了我們對重元素形成的認識,同時間接證明了中子星碰撞可以產生宇宙中的重元素!

大發現!宇宙“密度老二”互相碰撞!人類在現場發現了重元素

2017年,激光干涉引力波天文臺(LIGO)和歐洲室女座天文臺探測到來自兩顆中子星合併的引力波。這次合併事件被命名為GW170817,它距離星系NGC 4993約1.3億光年。由此產生的基洛諾娃事件被稱為AT2017gfo,歐洲南方天文臺(ESO)用他們的幾個望遠鏡來觀察它的不同波長。

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這張圖顯示的是天空中最大、最長的星座——九頭蛇星座。在晴朗的黑夜裡,大多數肉眼可見。紅色的圓圈標誌著星系NGC 4993的位置,它在2017年8月成為人類發現的第一個引力波源,隨後科學家利用x射線槍(X-shoote)進行觀測。x射線槍是一種多波長攝譜儀,可以在紫外線B (UVB)、可見光和近紅外(NIR)下進行觀測。最初,x射線槍的數據顯示,基洛諾娃中檢測出了較重的元素。但直到現在,他們還不能識別出單個的元素。

而這項研究改變了現狀,這些新結果發表在一項名為“兩顆中子星合併時發現重元素鍶”的新研究中。科學家通過重新分析2017年合併的數據,終於確定了這場爆炸中的一種重元素鍶的特徵,證明中子星的碰撞在宇宙中創造了這種元素“鍶”。鍶對人類生活的影響極大,它是一種人體必需的微量元素,具有防止動脈硬化,防止血栓形成的功能,還可以用以製造合金、光電管,以及分析化學試劑、煙火等。

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通過這項研究表明,中子星的碰撞很可能是宇宙中金、鉑等重元素的主要來源。重元素鍶(Sr)的探測現在已經通過ESO超大望遠鏡上x射線發射器的數據得到了證實,這些化學元素的進行被科學家稱為核合成。我們知道元素在超新星中形成,尤其是在衰老恆星的外層,或者在普通恆星中。而現在我們對重元素是如何形成的難點有了一定的突破。

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雖然恆星的溫度足以產生許多元素,但只有在最極端的高溫環境下才能產生像鍶這樣的重元素。還有就是基洛諾娃事件,在千分之一秒內,原子不斷受到大量中子的轟擊,使得快速中子捕獲過程產生較重的元素。

這項研究還進一步證實了中子星的性質。

1932年,詹姆斯·查德威克(James Chadwick)發現了中子,科學家們提出了中子星的存在。在1934年的一篇論文中,天文學家弗裡茨·茲威基(Fritz Zwicky)和沃爾特·巴德(Walter Baade)提出了這樣的觀點:超級新星代表了普通恆星向中子星的轉變,中子星主要由中子組成。這樣的恆星可能擁有非常小的半徑和極高的密度。

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30年後,人類將中子星與脈衝星聯繫在一起,並確認了脈衝星的存在。但是仍然沒有辦法證明中子星是由中子組成的,因為天文學家無法獲得光譜確認。但這一發現,通過鑑定鍶,證明了中子星確實是由中子組成的。正如科學家所說,“在極端的中子轟擊下,這種元素可以迅速地合成,這為中子星包含富含中子的物質提供了第一個直接的光譜證據。”

這一發現填補了我們對元素起源理解上的兩個漏洞,它通過觀測證實了科學家們在理論上提出的概念,恭喜!


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