韋伯和哈勃望遠(yuǎn)鏡共同觀測(cè)到一個(gè)超長(zhǎng)伽馬射線暴 碰撞產(chǎn)生黃金

據(jù)Space.com報(bào)道，強(qiáng)大的詹姆斯?韋伯太空望遠(yuǎn)鏡 (JWST) 和它的前輩哈勃望遠(yuǎn)鏡，共同觀測(cè)到一個(gè)超長(zhǎng)伽馬射線暴 (GRB)。該能量爆發(fā)源于數(shù)百萬(wàn)年前兩顆致密中子星的碰撞，而望遠(yuǎn)鏡的儀器檢測(cè)到的結(jié)果表明，這次碰撞確實(shí)產(chǎn)生了“純金”。

據(jù)悉，中子星是超新星 (即垂死恒星爆炸) 的罕見(jiàn)產(chǎn)物，它們沒(méi)有像超新星一樣坍縮成黑洞。就在本周初，韋伯望遠(yuǎn)鏡還被用來(lái)探測(cè)到一顆位于著名超新星核心處的中子星，科學(xué)家此前雖然推測(cè)該中子星存在，但一直無(wú)法直接觀測(cè)。

中子星本質(zhì)上是密度極高的致密星體，碰撞時(shí)會(huì)發(fā)生劇烈反應(yīng)。借助這兩臺(tái)威力強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡，來(lái)自羅馬大學(xué)的科學(xué)家們能夠觀察到“千新星” (kilonova) 的耀眼光輝，這種光輝是由碰撞的死亡恒星中產(chǎn)生的重元素 (如銀和金) 發(fā)出的。

羅馬大學(xué)天體物理學(xué)家Eleonora Troja參與了這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)，她稱：“使用哈勃望遠(yuǎn)鏡和韋伯望遠(yuǎn)鏡強(qiáng)大的觀測(cè)能力，研究前所未見(jiàn)的千新星是一件令人興奮的事。這是我們第一次能夠確認(rèn)比鐵和銀更重的金屬在我們面前被 ‘新鮮’ 制造出來(lái)。”

通常情況下，較長(zhǎng)的伽馬射線暴與單個(gè)恒星的死亡有關(guān)，而非恒星合并。然而，2023年意大利費(fèi)米任務(wù) (Fermi mission) 發(fā)現(xiàn)的GRB 230307A事件挑戰(zhàn)了這一慣例，它是迄今為止檢測(cè)到的第二長(zhǎng)的伽馬射線暴，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 200 秒。

本周發(fā)表在《自然》雜志上的新研究表明，當(dāng)中子星以雙星系統(tǒng)形式存在時(shí) (與此次觀測(cè)到的 GRB 和相關(guān)的千新星 AT2017gfo 類似)，它們的碰撞似乎不僅為宇宙的元素組成貢獻(xiàn)了鐵和銀，還貢獻(xiàn)了黃金。

羅馬大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人 Yu-Han Yang 說(shuō)：“中子星合并可能創(chuàng)造出一種理想的環(huán)境，可以大量合成重元素，這是目前人類無(wú)法人工實(shí)現(xiàn)的。研究中子星合并可以幫助我們重寫 ‘元素合成’ (nucleosynthesis) 的晦澀章節(jié)，即描述大爆炸后最初幾秒鐘原子核形成的過(guò)程。”

就像一場(chǎng)宇宙魔術(shù)表演，這次耀眼爆炸產(chǎn)生了黃金，也能幫助科學(xué)家更好地理解宇宙的形成過(guò)程。