科技日報(bào)北京10月27日電 (記者劉霞)2017年,科學(xué)家首次探測到兩顆中子星并合產(chǎn)生的引力波,引發(fā)科學(xué)界一片狂歡,但故事并沒有結(jié)束!研究人員在最新一期《自然》雜志撰文稱,他們對這次并合產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新分析,首次確認(rèn)重元素鍶來自于這場并合。證實(shí)宇宙中較重的元素可以在中子星并合中產(chǎn)生。
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)24日報(bào)道,2017年,在探測到中子星并合產(chǎn)生的引力波后,歐洲南方天文臺(tái)將包括甚大望遠(yuǎn)鏡(VLT)在內(nèi)的多個(gè)望遠(yuǎn)鏡指向了震源:名為“GW170817”的中子星并合事件。天文學(xué)家們懷疑,如果在中子星碰撞中確實(shí)形成了更重的元素,這些元素的“蛛絲馬跡”會(huì)在并合產(chǎn)生的爆炸殘骸——巨新星內(nèi)“現(xiàn)形”?,F(xiàn)在,他們借助VLT上的X-shooter光譜儀首次證實(shí)了這一點(diǎn)。
自上世紀(jì)50年代以來,天文學(xué)家一直在研究制造元素的物理過程。幾十年內(nèi),除了“漏網(wǎng)之魚”鍶之外,他們發(fā)現(xiàn)了每個(gè)主要放射性元素在太空中形成的位置:普通恒星、超新星爆發(fā)、古老恒星的外層等,但一直未曾發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造出更重元素的過程——快速中子捕獲的發(fā)生位置。
在快速中子捕獲過程中,原子核足夠快地捕獲中子,使極重元素被制造出來。盡管許多元素是在恒星的內(nèi)核產(chǎn)生的,但要制造出比鐵更重的元素(比如鍶),則需要擁有更多自由中子的更高溫環(huán)境。快速中子捕獲僅在原子被大量中子轟擊的極端環(huán)境中發(fā)生。
研究主要作者、丹麥哥本哈根大學(xué)的達(dá)拉赫·沃森說:“通過重新分析2017年合并后的數(shù)據(jù),我們確定了鍶的特征,證明了中子星并合在宇宙中創(chuàng)造了這一元素?!痹诘厍蛏?,鍶存在于土壤中,并集中于某些礦物質(zhì)中,鍶鹽可使煙花呈現(xiàn)出絢爛的紅色。
馬克斯·普朗克天文學(xué)研究所的卡米拉·朱爾·漢森表示:“這是我們首次將通過中子捕獲形成的新物質(zhì)與中子星并合直接聯(lián)系在一起,證實(shí)了中子星由中子構(gòu)成,并將快速中子捕獲過程與這種并合聯(lián)系在一起。”
GW170817事件是對引力波的第五次證明,“幕后功臣”是美國的激光干涉儀引力波天文臺(tái)(LIGO)和意大利的“室女座”引力波干涉儀。這次并合發(fā)生于星系NGC 4993中,是迄今唯一一個(gè)被地球上的望遠(yuǎn)鏡探測到的引力波源。
研究人員稱,最新研究表明,借助LIGO、“室女座”和VLT,我們對中子星的內(nèi)部運(yùn)作及其爆炸性并合有最清晰的了解。
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)24日報(bào)道,2017年,在探測到中子星并合產(chǎn)生的引力波后,歐洲南方天文臺(tái)將包括甚大望遠(yuǎn)鏡(VLT)在內(nèi)的多個(gè)望遠(yuǎn)鏡指向了震源:名為“GW170817”的中子星并合事件。天文學(xué)家們懷疑,如果在中子星碰撞中確實(shí)形成了更重的元素,這些元素的“蛛絲馬跡”會(huì)在并合產(chǎn)生的爆炸殘骸——巨新星內(nèi)“現(xiàn)形”?,F(xiàn)在,他們借助VLT上的X-shooter光譜儀首次證實(shí)了這一點(diǎn)。
自上世紀(jì)50年代以來,天文學(xué)家一直在研究制造元素的物理過程。幾十年內(nèi),除了“漏網(wǎng)之魚”鍶之外,他們發(fā)現(xiàn)了每個(gè)主要放射性元素在太空中形成的位置:普通恒星、超新星爆發(fā)、古老恒星的外層等,但一直未曾發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造出更重元素的過程——快速中子捕獲的發(fā)生位置。
在快速中子捕獲過程中,原子核足夠快地捕獲中子,使極重元素被制造出來。盡管許多元素是在恒星的內(nèi)核產(chǎn)生的,但要制造出比鐵更重的元素(比如鍶),則需要擁有更多自由中子的更高溫環(huán)境。快速中子捕獲僅在原子被大量中子轟擊的極端環(huán)境中發(fā)生。
研究主要作者、丹麥哥本哈根大學(xué)的達(dá)拉赫·沃森說:“通過重新分析2017年合并后的數(shù)據(jù),我們確定了鍶的特征,證明了中子星并合在宇宙中創(chuàng)造了這一元素?!痹诘厍蛏?,鍶存在于土壤中,并集中于某些礦物質(zhì)中,鍶鹽可使煙花呈現(xiàn)出絢爛的紅色。
馬克斯·普朗克天文學(xué)研究所的卡米拉·朱爾·漢森表示:“這是我們首次將通過中子捕獲形成的新物質(zhì)與中子星并合直接聯(lián)系在一起,證實(shí)了中子星由中子構(gòu)成,并將快速中子捕獲過程與這種并合聯(lián)系在一起。”
GW170817事件是對引力波的第五次證明,“幕后功臣”是美國的激光干涉儀引力波天文臺(tái)(LIGO)和意大利的“室女座”引力波干涉儀。這次并合發(fā)生于星系NGC 4993中,是迄今唯一一個(gè)被地球上的望遠(yuǎn)鏡探測到的引力波源。
研究人員稱,最新研究表明,借助LIGO、“室女座”和VLT,我們對中子星的內(nèi)部運(yùn)作及其爆炸性并合有最清晰的了解。