磁星劇烈耀斑噴發，形成製造宇宙黃金、白金等重元素環境

天體物理學最大謎團之一，是宇宙首批比鐵重的元素（比如金）如何產生、並分佈在整個宇宙中？這是非常基本的問題，但科學家還沒找到完美解釋。直到最近，天文學家追查 20 年前舊檔案數據發現重元素驚人來源的證據：磁星耀斑。

磁星是具有極強磁場的中子星，極少數情況下磁星會經歷「星震」並釋放大量高能輻射，就像地震一樣導致恆星表面「破裂」，並可能引發稱為磁星巨型耀斑（magnetar giant flare）的輻射爆發。

天文學家僅在銀河系與附近大麥哲倫星雲觀察過 3 個磁星巨型耀斑，其餘地方則觀察過 7 個。

科學家已瞭解宇宙較輕元素（氫、氦）起源，但製造比鐵更重的元素地點仍未完全明朗，這些元素透過快中子捕獲過程（R 過程）產生，該過程需要的大量自由中子只能在極端環境找到，比如超新星、中子星合併。

2017 年，天文學家首次發現雙中子星碰撞重力波事件，並確認該事件促成快中子捕獲過程，但罕見的雙中子星碰撞事件無法解釋看到的所有重元素含量，因此科學家懷疑磁星也是生產重元素的來源。

▲ 磁星表殼「破裂」，可以觸發高能耀斑噴發。

2004 年 12 月，望遠鏡曾發現一道來自磁星的巨型耀斑，幾秒內釋放比太陽活動 100 萬年還多的能量；然而 10 分鐘後，科學家發現來自磁星另一道無法解釋的訊號。

現在，由紐約哥倫比亞大學博士生 Anirudh Patel 領導的團隊分析該巨型耀斑最後一個 γ 射線數據後，表明這個無法解釋的小訊號為重元素（如黃金、白金）形成證據，且光這次耀斑就產生相當於地球質量三分之一的重金屬。研究人員表示，當磁星巨型耀斑加熱並破壞磁星表殼，由於恆星密度極高，會引發一些奇怪現象：單個原子能迅速捕捉許多中子經歷多次衰變，從而產生鈾等重元素。

進一步計算，磁星巨型耀斑可能鍛造出銀河系高達 10% 黃金、白金與其他重元素。

NASA即將於 2027 年推出的 COSI（Compton Spectrement and Imager）任務可跟進調查這些分析結果。這座伽馬射線太空望遠鏡將研究宇宙各種能量現象，包括磁星巨型耀斑，確認這些事件產生了哪些元素，從而為重元素起源提供新見解。

（圖片來源：NASA）