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研究:千新星的誕生產生巨量黃金

兩顆中子星碰撞合併產生的千新星和大量輻射的示意圖。(NASA)

最新一份研究通過對2016年測得的伽瑪爆的再次分析發現,原來那次收到的信號來自一顆千新星(kilonova)的誕生。科學家發現,這種事件往往生成大量黃金、鉑(俗稱白金)這些重金屬,並推測目前地球上所有的黃金和白金可能就是來自很久以前中子星的碰撞。

千新星是超強能量爆發事件,通常是兩顆中子星或黑洞和中子星碰撞合併而產生。天文學家2013年利用哈勃望遠鏡首次觀測到這種天文事件,2017年則首次同時探測到這種事件發出的引力波和完整光波波段的數據,包括從伽瑪射線到無線電波的數據。

2017年激光干涉引力波天文台(LIGO)探測到的數據,首次提供了千新星生成大量貴重金屬的證據。天文學家發現,這種天文事件瞬間可生成相當於上千顆行星世界裡擁有的黃金和白金的總量。天文學家開始意識到,地球上所有的黃金和白金可能就是來自很久以前中子星的碰撞。

馬里蘭州大學(University of Maryland)天文學家伊利諾拉.特洛亞(Eleonora Troja)引領的研究組根據2017年的數據,發現與2016年8月記錄的伽瑪爆數據相似,兩者的紅外線強度差不多、持續的時間跨度也完全相同,因此認為2016年8月收到的信號原來也是一次兩顆中子星合併的事件。

黑洞吞噬中子星也會產生千新星事件,但是目前科學家還不知道這種情況產生的X射線、紅外線、無線電和光波的數據是否存在不一樣的特徵。

這份研究還提到,對2016年千新星事件的確認,正好彌補了2017年所獲數據的缺憾。

2016年的事件GRB160821B由美國宇航局(NASA)的尼爾.格雷爾斯雨燕天文台(Neil Gehrels Swift Observatory)在信號剛被發現幾分鐘內就開始追蹤,而2017年LIGO在事件首發信號12小時之後才開始追蹤。

通過對事件初發時間段內信號的分析,科學家洞察到了千新星產生初期的秘密——比如對碰撞後的殘骸有了進一步了解。

“殘骸可能是一個高度磁化、密度超高的中子星,也被稱為磁星(magnetar)。磁星通常又會崩塌為黑洞。”合作研究員、馬里蘭州大學天文系的傑弗里.瑞恩(Geoffrey Ryan)說,“這很有意思,因為(現有)理論認為磁星會阻礙甚至阻止重金屬的產生,然而重金屬又是這些千新星發出的大量紅外線的來源。我們的分析顯示,重金屬可能通過某種方式避開了殘骸物的影響。”

根據這次成功的經驗,特洛亞計劃和同事繼續分析更多以前的數據,希望找到更多以前被忽略的千新星數據。他們將主要定位那些發出大量紅外線的事件,認為這是千新星事件產生大量重金屬的主要特徵。

“這次事件明亮的紅外線信號顯示,它可能是我們觀測到的來自遙遠宇宙的一個最清晰的千新星事件。”特洛亞說,“我很想知道,根據起源天體和殘骸物的不同,千新星的特性有何不同。隨著觀測事件的累積,我們可能會發現千新星家族也有很多不同類型,就像超新星也有很多種一樣。不斷完善對未知事物的了解,真是令人興奮。”

這份研究8月27日表在《天文學會月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)上。◇

阿波羅網責任編輯:夏雨荷 來源:大紀元 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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