大发现!宇宙“密度老二”互相碰撞!人类在现场发现了重元素

最新消息!天文学家首次在基洛诺娃事件中发现了锶!

所谓基洛诺娃事件,一般指的是发生在中子星之间的剧烈碰撞事件,由于中子星的密度仅次于黑洞,所以这场宇宙“密度老二”的碰撞引起了人类重点关注。随后天文学家在这两颗中子星相撞后发现了重元素“锶”,这是人类首次在宇宙级的碰撞中发现重元素。这一发现刷新了我们对重元素形成的认识,同时间接证明了中子星碰撞可以产生宇宙中的重元素!

大发现!宇宙“密度老二”互相碰撞!人类在现场发现了重元素

2017年,激光干涉引力波天文台(LIGO)和欧洲室女座天文台探测到来自两颗中子星合并的引力波。这次合并事件被命名为GW170817,它距离星系NGC 4993约1.3亿光年。由此产生的基洛诺娃事件被称为AT2017gfo,欧洲南方天文台(ESO)用他们的几个望远镜来观察它的不同波长。

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这张图显示的是天空中最大、最长的星座——九头蛇星座。在晴朗的黑夜里,大多数肉眼可见。红色的圆圈标志着星系NGC 4993的位置,它在2017年8月成为人类发现的第一个引力波源,随后科学家利用x射线枪(X-shoote)进行观测。x射线枪是一种多波长摄谱仪,可以在紫外线B (UVB)、可见光和近红外(NIR)下进行观测。最初,x射线枪的数据显示,基洛诺娃中检测出了较重的元素。但直到现在,他们还不能识别出单个的元素。

而这项研究改变了现状,这些新结果发表在一项名为“两颗中子星合并时发现重元素锶”的新研究中。科学家通过重新分析2017年合并的数据,终于确定了这场爆炸中的一种重元素锶的特征,证明中子星的碰撞在宇宙中创造了这种元素“锶”。锶对人类生活的影响极大,它是一种人体必需的微量元素,具有防止动脉硬化,防止血栓形成的功能,还可以用以制造合金、光电管,以及分析化学试剂、烟火等。

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通过这项研究表明,中子星的碰撞很可能是宇宙中金、铂等重元素的主要来源。重元素锶(Sr)的探测现在已经通过ESO超大望远镜上x射线发射器的数据得到了证实,这些化学元素的进行被科学家称为核合成。我们知道元素在超新星中形成,尤其是在衰老恒星的外层,或者在普通恒星中。而现在我们对重元素是如何形成的难点有了一定的突破。

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虽然恒星的温度足以产生许多元素,但只有在最极端的高温环境下才能产生像锶这样的重元素。还有就是基洛诺娃事件,在千分之一秒内,原子不断受到大量中子的轰击,使得快速中子捕获过程产生较重的元素。

这项研究还进一步证实了中子星的性质。

1932年,詹姆斯·查德威克(James Chadwick)发现了中子,科学家们提出了中子星的存在。在1934年的一篇论文中,天文学家弗里茨·兹威基(Fritz Zwicky)和沃尔特·巴德(Walter Baade)提出了这样的观点:超级新星代表了普通恒星向中子星的转变,中子星主要由中子组成。这样的恒星可能拥有非常小的半径和极高的密度。

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30年后,人类将中子星与脉冲星联系在一起,并确认了脉冲星的存在。但是仍然没有办法证明中子星是由中子组成的,因为天文学家无法获得光谱确认。但这一发现,通过鉴定锶,证明了中子星确实是由中子组成的。正如科学家所说,“在极端的中子轰击下,这种元素可以迅速地合成,这为中子星包含富含中子的物质提供了第一个直接的光谱证据。”

这一发现填补了我们对元素起源理解上的两个漏洞,它通过观测证实了科学家们在理论上提出的概念,恭喜!


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