太空剧变!双中子星相撞竟生成珍贵金属

发布时间:2024-11-05 15:15  浏览量:4

天文学家运用美国太空总署的哈勃太空望远镜等多项观测仪器,捕捉到一场震撼的宇宙奇观:两颗中子星的剧烈碰撞。这次距离地球1亿3千万光年的宇宙盛事,不仅见证了已知最小黑洞的诞生,更揭示了宇宙中黄金、白银等珍贵元素的形成过程。

太空科技网站「Space.com」报道,这场天体碰撞发生在星系NGC 4993,产生了一种称为「千新星」的强烈闪光现象。当碰撞后的残骸以接近光速向外扩张时,释放出相当于数亿个太阳光芒的能量,将周围星际空间照亮得如同白昼。

丹麦哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所(Niels Bohr Institute)下属的宇宙黎明中心(Cosmic DAWN Center)研究团队藉由研究这次千新星现象,首次完整记录了中子星合并的全过程。这项重大发现可能解开一个长期谜题,即为何宇宙中会存在比铁更重的元素,这些元素无法在一般恆星内形成。

研究团队成员达姆高(Rasmus Damgaard)博士表示:「这是天文观测史上首次,我们得以看到原子核与电子在爆炸余晖中结合的过程。我们不只见证了原子的诞生时刻,还能测量爆炸现场的物质温度,并观察到这场遥远爆炸中的微观物理现象。」

中子星是宇宙中最神秘的天体之一。当一颗至少比太阳重八倍的恆星耗尽燃料后,会经历超新星爆炸,形成中子星。这类恆星残骸拥有如同太阳的质量,却压缩在仅约20公里的直径内。若将一颗方糖大小的中子星物质带到地球上,其重量将达十亿吨,相当于将1亿5千万头大象压缩在同样的空间中。

这次双中子星的碰撞释放出大量的中子和电子,并在随后的黑洞形成过程中,冷却的等离子云中进行「快速中子捕获过程」等元素的生成,进一步印证了中子星合并所创造的重元素。

研究人员卡斯柏·海因茨(Kasper Heintz)博士解释道:「物质膨胀的速度极快,以至于光穿过爆炸需要数小时。我们透过观测爆炸火球的远端,能够回溯这一现象的早期历程。在靠近我们的一侧,电子已经与原子核结合,但在黑洞的远侧,这些现象的『现在』对我们来说仍然只是未来。」

该研究团队依赖来自全球多座望远镜的协同观测,才能捕捉到如此剧烈且变化快速的天文现象。团队领导人史尼潘(Albert Sneppen)博士指出:「这类天文爆炸的剧变速度极快,单一望远镜难以跟踪整个过程。但透过结合来自澳洲、南非和哈伯望远镜的观测数据,我们得以完整重现其变化。」

这项研究结果已于10月30日发表于《天文与天体物理学期刊》(Astronomy & Astrophysics)上。

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