比银河系亮100万倍的爆炸诞生了稀有元素

发布时间：2023-10-27 12:36:11 所属栏目：外闻来源：转载

导读： 　　在太空中发生了一次大规模的爆发事件，在这个事件中释放出了一系列罕见且对生命至关重要的化学物质，被多个观测台和包括詹姆斯•韦伯太空望远镜在内的其他设施所监测到。

　

　　在太空中发生了一次大规模的爆发事件，在这个事件中释放出了一系列罕见且对生命至关重要的化学物质，被多个观测台和包括詹姆斯•韦伯太空望远镜在内的其他设施所监测到。

　　这个特殊的爆发被称为GRB 230307A，它可能是由两颗中子星(超新星爆发后密度极高的恒星残骸)在一个大约10亿光年远的星系中合并而产生的。根据周三发表在《自然》(Nature)杂志上的一项研究，除了释放伽马射线暴外，这次合并还产生了千新星(kilonova)，这是一种罕见的爆炸，发生在中子星与另一颗中子星或黑洞合并时。

　　这张来自美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜的NIRCam(近红外相机)的木星图像显示了这颗宏伟行星在红外光下的惊人细节。在这张图片中，亮度表示海拔高。众多明亮的白色“斑点”和“条纹”很可能是冷凝对流风暴的高海拔云顶。在这张图片中出现的红色极光延伸到地球南北两极以上的更高高度。相比之下，赤道地区北部的暗带几乎没有云覆盖。在韦伯从2022年7月拍摄的木星图像中，研究人员最近发现了一条时速320英里(每小时515公里)的狭窄急流，它位于木星赤道主云层上方。

　　该研究的主要作者、荷兰内梅亨大学天体物理学教授安德鲁·莱文说:“已知的千新星只有少数几个，这是我们第一次能够用詹姆斯·韦伯太空望远镜观察千新星的后果。”Levan也是2013年首次发现全新星的团队的一员。

　　除了韦伯之外，美国宇航局的费米伽玛射线太空望远镜、尼尔·格雷尔斯·斯威夫特天文台和凌日系外行星巡天卫星也观测到了这次爆发，并将其追溯到中子星合并。韦伯还被用来探测爆炸后碲的化学特征。

　　据英国皇家化学学会介绍，是一种稀有的类金属，用于给玻璃和陶瓷着色，并在可重写cd和dvd的制造过程中发挥作用。天文学家预计，元素周期表上与碲相近的其他元素，包括地球上大部分生命所必需的碘，很可能存在于千新星释放的物质中。

　　莱万说:“自从德米特里·门捷列夫(Dmitri Mendeleev)写下元素周期表仅仅150多年后，多亏了韦伯，我们现在终于能够开始填补那些最后的空白，了解万物是如何形成的。”

　　长期以来，天文学家一直认为中子星合并是创造比铁更重的稀有元素的天体工厂。但是很难找到证据。

　　千新星是罕见的事件，这使得它们很难观察到。但天文学家寻找的是短伽马射线暴，最长只持续两秒钟，作为稀有事件的副产品。

　　这次爆发的不同寻常之处在于它持续了200秒，使其成为一次长时间的伽马射线爆发。这种长时间的爆发通常与大质量恒星爆炸时产生的超新星有关。

　　“这次爆发属于长期范畴。它不在边境附近。但它似乎来自一颗合并的中子星，”该研究的合著者、路易斯安那州立大学物理学和天文学助理教授埃里克·伯恩斯在一份声明中说。

　　WASP-17 b，也被称为Ditsö *，是一颗炽热的气态巨行星，绕其恒星运行的距离仅为0.051天文单位(约475万英里，或水星与太阳之间距离的八分之一)，在大约3.7个地球日内完成一个完整的循环。该星系位于银河系内，距离地球约1300光年，位于天蝎座。

　　wasp - 比邻星17b的大气成分主要由不可分割的氢和氦气溶胶组成，另外还有少量的水蒸气和少量的二氧化碳和其他天然气水合物分子。韦伯的中红外仪器(MIRI)对5- 12微米红外光的观测表明，wasp - 17b的大气中也含有由石英纳米晶体(SiO2)组成的云。

　　wasp - 17b被潮汐锁定，并有一个逆行轨道。它的温度范围从夜间较冷的一面约1000开尔文(1350华氏度或725摄氏度)到永久白天的另一面近2000开尔文(3150华氏度或1725摄氏度)。

　　这颗恒星，WASP-17(也被称为Diwö)，是一颗f型恒星:比太阳稍大，更大，更热，更白。

　　这个艺术家的概念是基于MIRI收集的新数据，以及以前从其他地面和太空望远镜(包括美国宇航局的哈勃和退役的斯皮策太空望远镜)观察到的数据。韦伯没有捕捉到这颗行星的任何图像。

　　费米最初探测到伽马射线爆发，天文学家利用地面和太空天文台来追踪爆炸后伽马射线、x射线、可见光、红外线和无线电波的亮度变化。可见光和红外光的快速变化表明这是一颗全新星。

　　“这种类型的爆炸非常迅速，爆炸中的物质也迅速膨胀，”该研究的合著者、意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台的研究员Om Sharan Salafia在一份声明中说。“随着整个云的膨胀，物质迅速冷却，其光的峰值在红外线中可见，并在几天到几周的时间尺度上变得更红。”

　　该团队还使用韦伯追踪了中子星爆炸前的轨迹。它们曾经是一个螺旋星系中双星系统中的两颗大质量恒星。其中一颗爆炸成为超新星，留下一颗中子星，然后另一颗恒星也发生了同样的事情。这些爆炸事件将这两颗恒星从它们的星系中发射出来，它们一直是一对，在离开它们的家园几亿年后合并之前，它们旅行了12万光年。

　　几十年来，天文学家一直试图确定宇宙中的化学元素是如何产生的。

　　未来，利用韦伯望远镜和定于2027年发射的南希·格蕾丝·罗马太空望远镜等敏感望远镜发现更多的千新星，可以让我们深入了解罕见爆炸产生和释放的重元素。

　　研究人员还希望找到更多产生更长的伽马射线爆发的合并，以确定是什么驱动了它们，以及它们是否与过程中产生的元素有任何联系。

　　在这张猎户座星云和四边形星系团内部的图像中，首次可以看到神秘的类行星物体。

　　恒星剧烈的生命周期将元素周期表上的元素分布到整个宇宙，包括那些最初在地球上形成生命所必需的元素。近年来，研究像千新星这样的恒星爆炸的能力使科学家能够回答有关化学元素形成的问题，从而更深入地了解宇宙是如何随着时间的推移而演变的。然而，这项研究发现了一个令人惊讶的事实，即在过去的几十年里，我们的太阳系似乎并没有发生什么变化。

（编辑：应用网_丽江站长网）

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