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研究:千新星的诞生产生巨量黄金

两颗中子星碰撞合并产生的千新星和大量辐射的示意图。(NASA)

最新一份研究通过对2016年测得的伽玛爆的再次分析发现,原来那次收到的信号来自一颗千新星(kilonova)的诞生。科学家发现,这种事件往往生成大量黄金、铂(俗称白金)这些重金属,并推测目前地球上所有的黄金和白金可能就是来自很久以前中子星的碰撞。

千新星是超强能量爆发事件,通常是两颗中子星或黑洞和中子星碰撞合并而产生。天文学家2013年利用哈勃望远镜首次观测到这种天文事件,2017年则首次同时探测到这种事件发出的引力波和完整光波波段的数据,包括从伽玛射线到无线电波的数据。

2017年激光干涉引力波天文台(LIGO)探测到的数据,首次提供了千新星生成大量贵重金属的证据。天文学家发现,这种天文事件瞬间可生成相当于上千颗行星世界里拥有的黄金和白金的总量。天文学家开始意识到,地球上所有的黄金和白金可能就是来自很久以前中子星的碰撞。

马里兰州大学(University of Maryland)天文学家伊利诺拉.特洛亚(Eleonora Troja)引领的研究组根据2017年的数据,发现与2016年8月记录的伽玛爆数据相似,两者的红外线强度差不多、持续的时间跨度也完全相同,因此认为2016年8月收到的信号原来也是一次两颗中子星合并的事件。

黑洞吞噬中子星也会产生千新星事件,但是目前科学家还不知道这种情况产生的X射线、红外线、无线电和光波的数据是否存在不一样的特征。

这份研究还提到,对2016年千新星事件的确认,正好弥补了2017年所获数据的缺憾。

2016年的事件GRB160821B由美国宇航局(NASA)的尼尔.格雷尔斯雨燕天文台(Neil Gehrels Swift Observatory)在信号刚被发现几分钟内就开始追踪,而2017年LIGO在事件首发信号12小时之后才开始追踪。

通过对事件初发时间段内信号的分析,科学家洞察到了千新星产生初期的秘密——比如对碰撞后的残骸有了进一步了解。

“残骸可能是一个高度磁化、密度超高的中子星,也被称为磁星(magnetar)。磁星通常又会崩塌为黑洞。”合作研究员、马里兰州大学天文系的杰弗里.瑞恩(Geoffrey Ryan)说,“这很有意思,因为(现有)理论认为磁星会阻碍甚至阻止重金属的产生,然而重金属又是这些千新星发出的大量红外线的来源。我们的分析显示,重金属可能通过某种方式避开了残骸物的影响。”

根据这次成功的经验,特洛亚计划和同事继续分析更多以前的数据,希望找到更多以前被忽略的千新星数据。他们将主要定位那些发出大量红外线的事件,认为这是千新星事件产生大量重金属的主要特征。

“这次事件明亮的红外线信号显示,它可能是我们观测到的来自遥远宇宙的一个最清晰的千新星事件。”特洛亚说,“我很想知道,根据起源天体和残骸物的不同,千新星的特性有何不同。随着观测事件的累积,我们可能会发现千新星家族也有很多不同类型,就像超新星也有很多种一样。不断完善对未知事物的了解,真是令人兴奋。”

这份研究8月27日表在《天文学会月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)上。◇

阿波罗网责任编辑:夏雨荷 来源:大纪元 转载请注明作者、出处並保持完整。

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