锶是中子星合并产生的一种重元素首次被证实是

  • 2019-10-28 12:46
  • 科技日报

2017年,科学家首次探测到两颗中子星合并产生的引力波,引发了科学界的狂欢,但故事还没有结束!研究人员在最新一期的《自然》杂志上写道,他们重新分析了合并产生的数据,并首次证实重元素锶来自合并。已经证实宇宙中较重的元素可以在中子星的合并中产生。

据物理学家组织网24日报道,2017年,在探测到中子星合并产生的引力波后,欧洲南方天文台将包括超大型望远镜(VLT)在内的几台望远镜对准了源头:中子星合并,称为“GW170817”。天文学家怀疑,如果在中子星碰撞中确实形成了较重的元素,这些元素的“痕迹”将会“出现”在——巨大新星的爆炸碎片中。现在,他们在VLT的x光发射光谱仪的帮助下首次证实了这一点。

天文学家从20世纪50年代就开始研究制造元素的物理过程。在过去的几十年里,他们发现了除锶以外的空间中每一种主要放射性元素的位置,锶是“网鱼”:普通恒星、超新星爆炸、古代恒星外层等。但他们还没有发现——快中子俘获在产生较重元素过程中的位置。

在快中子俘获过程中,原子核俘获中子的速度足以产生极其重的元素。虽然许多元素是在恒星的内核产生的,但产生比铁重的元素(如锶)需要一个有更多自由中子的高温环境。快中子俘获只发生在原子受到大量中子轰击的极端环境中。

这项研究的主要作者,丹麦哥本哈根大学的达拉格·沃森(Darragh Watson)说:“通过重新分析2017年合并的数据,我们已经确定了锶的特征,并证明中子星结合在一起在宇宙中创造了这种元素。”在地球上,锶存在于土壤中,并集中在一些矿物质中。锶盐可以让烟花呈现鲜红。马克斯·普朗克天文学研究所的卡米拉·朱尔斯·汉森(Camilla Jules Hansen)说:“这是我们第一次将中子俘获形成的新物质直接与中子星联系起来,证实中子星是由中子组成的,并将快中子俘获过程与这种结合联系起来。”

GW170817事件是引力波的第五个证明。“幕后英雄”是美国的激光干涉仪引力波天文台(LIGO)和意大利的处女座引力波干涉仪。这次合并发生在星系NGC 4993,是地球上望远镜探测到的唯一引力波源。

研究人员说,最新研究表明,对于LIGO、“处女座”和VLT,我们对中子星的内部运作和爆炸组合有着最清晰的理解。

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