韋伯望遠鏡瞥見宇宙煉金廠,比銀河系亮 100 萬倍的爆炸產生稀有元素

作者 | 發布日期 2023 年 10 月 27 日 17:58 | 分類 天文 , 航太科技 line share follow us in feedly line share
韋伯望遠鏡瞥見宇宙煉金廠,比銀河系亮 100 萬倍的爆炸產生稀有元素


10 億光年外,一場千新星爆炸產生比銀河系亮 100 萬倍的光芒,並且韋伯望遠鏡發現那裡成為產生碲等稀有元素的天然重金屬工廠。

元素週期表上的元素琳瑯滿目,但有些只能在太空產生。今年 3 月 7 日,韋伯太空望遠鏡、費米伽瑪射線太空望遠鏡、尼爾·格雷爾斯雨燕天文台等儀器觀測到 50 多年來第 2 明亮伽馬射線暴,該事件命名為 GRB 230307A,比典型伽馬暴亮約 1000 倍,或者說比整個銀河系還亮 100 萬倍以上。

GRB 230307A 事件是韋伯望遠鏡第一次觀察到千新星的餘波,韋伯望遠鏡也與甚大望遠鏡等進一步確定源頭為 2 顆中子星合併引發的千新星(kilonova),距離地球約 10 億光年。

不過科學家懷疑,這 2 顆中子星原本只是螺旋星系內一對互相繞旋的普通大質量恆星聯星系統,其中 1 個變成超新星後,似乎脫離母星系噴到 12 萬光年之外,另一顆恆星緊隨其後,雙雙變成中子星繼續彼此束縛。

▲ 伽馬射線暴 GRB 230307A 源頭與母星系的位置差異。(Source:NASA

隨著時間推移,2 顆中子星終於走向碰撞命運引發千新星爆炸,韋伯望遠鏡便從中找到元素週期表的第 52 號元素碲:地球上一種比鉑(白金)更稀有、帶輕微毒性的元素,可用於太陽能電池板(碲化鎘(CdTe)太陽能光伏)、可覆寫燒錄片。

中子星合併長期以來一直被認為是產生各種超重元素的理想「高壓鍋」,但中子星合併引發之千新星極罕見,我們直到 2017 年才首次觀測到雙中子星相撞,並證實千新星會產生 R-過程元素,科學家此次從中檢測到元素週期表第 38 號元素鍶的存在。

等韋伯望遠鏡發現越來越多類似事件,將幫助研究人員更了解宇宙珍貴化學元素的產生條件,也可能發現更重、更稀有元素,對韋伯望遠鏡來說,GRB 230307A 事件只是一個開始。

新論文發表在《自然》(Nature)期刊。

(首圖來源:NASA

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