首次发现：中子星在意外地点碰撞

参与美国国家航空航天局（NASA）的研究项目的天文学家在一个被巨大气体流掩埋的小型星系中发现两颗中子星发生碰撞。天文学家先前从未在类似的环境中观测到这种类型的事件。这或许有助于解开两个悬而未决的宇宙谜团。

NASA在3月10日发布的新闻稿中指出，中子星是质量远大于太阳的恒星在耗尽燃料、塌缩和爆炸后留下的核心。它们的体积很小（直径只有十几英里），但质量略大于太阳，因此密度惊人。天文学家认为它们是宇宙中最极端的天体之一。

近年来，天文学家收集了中等大小或大型星系内部两颗中子星碰撞或合并的资料。然而，这项最新发现表明，中子星碰撞也可能发生在小型星系内部。

主导这项研究的宾州州立大学（Pennsylvania State University）天文学家迪基亚拉（Simone Dichiara）表示，他们发现的这起中子星碰撞事件意义重大，也许能解开天体物理学中两个重要问题的谜团。

这个碰撞地点前所未见的事件或许可以解释的第一个谜团是，伽玛射线暴（Gamma-ray burst, GRB）——可由两颗中子星塌缩产生——有时候不会出现在星系核心，甚至根本不出现在任何星系中。它或许还能解答的另一个问题是，为何在远离星系中心的恒星中也能发现金和铂等元素。

天文学家本次发现的中子星碰撞事件被命名为GRB230906A，它位于距离地球约47亿光年的小型星系中，而该星系被包裹在一条长达约60万光年的气体流中（作为比较，银河系的直径约为10万光年）。

这条气体流很可能是一群星系在数亿年前碰撞而形成的，那样的碰撞剥离了星系中的气体和尘埃，并将它们留在星系与星系之间的空间中。

这项研究的报告撰写人之一、意大利罗马大学（University of Rome）的天文学家特罗亚（Eleonora Troja）说：“我们发现了碰撞中的碰撞。这些星系的碰撞引发了一波恒星形成浪潮，在数亿年的时间里导致这些中子星的诞生和碰撞。”

在这项研究中，研究人员首先使用费米伽玛射线太空望远镜（Fermi Gamma-ray Space Telescope）通过探测GRB的独特讯号发现了GRB230906A。

在初步确定讯号来源的位置后，他们借由钱德拉X射线天文台（Chandra X-ray Observatory）、尼尔‧格雷尔斯雨燕天文台（Neil Gehrels Swift Observatory）和哈伯太空望远镜（Hubble Space Telescope）的精准观测，进一步精确定位了该天体的位置。

研究人员说，如果没有钱德拉X射线天文台的精准定位，他们无法进行这项研究。在该天文台指明了GRB230906A的确切位置后，哈伯太空望远镜凭借其非凡的灵敏度，揭示了该位置上一个极其微小、极其暗淡的星系。

天文学家在一个微小星系中发现两颗中子星相撞。此为艺术家绘制的示意图。(X-ray: NASA/CXC/Penn State Univ./S. Dichiara; IR: NASA/ESA/STScI; Illustration: ERC BHianca2026/ Fortuna and Dichiara, CC BY-NC-SA4.0; Image Processing: NASA/CXC/SAO/P. Edmonds)

这项发现或许可以解释为什么有些GRB似乎没有宿主星系。这意味着某些宿主星系太小太暗，以至于大多数地面天文台的光学影像都看不到它们。

GRB230906A的异常位置或许也能解释天文学家为何能在距离星系相对较远的恒星中观测到金和铂等元素。这类恒星通常被认为年龄较大，而且是由气体形成的，这些气体没有足够的时间从超新星爆发中获取丰富的重元素。

而两颗中子星碰撞可以经由一系列核反应产生金和铂等重元素。天文学家在2017年观测到的一次碰撞中证实了这一点。像GRB230906A这样的事件可以产生这些元素，并将它们扩散到星系边缘，最终出现在未来几代恒星中。

上述研究成果发表在《天文物理期刊通讯》（The Astrophysical Journal Letters）上。