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中子星碰撞后丢失的链环原子出现了

中子星是宇宙中密度最大的天体之一。

两颗中子星撞在一起,震动了宇宙,引发了一场名为“千新星”的史诗般的爆炸,将大量超致密、超热的物质喷射到太空中。现在,天文学家已经报告了迄今为止最确凿的证据,即在那次爆炸之后,形成了一个缺失的连接元素,可以帮助解释宇宙中一些令人困惑的化学现象。

在2017年到达地球时,在时空结构中产生了波动,称为引力波,它引爆了引力波探测器,成为第一次被立即探测到的中子星碰撞,世界各地的望远镜都在旋转研究由此产生的千新星的光。现在,来自这些望远镜的数据已经揭示了锶在被排出的物质中旋转的有力证据,这是一种具有宇宙历史的重元素,鉴于天文学家对宇宙的一切了解,很难解释它的存在。

地球和空间中散落着各种各样的化学元素。有些是很容易解释的,氢是由一个质子组成的最简单的形式,在大爆炸之后不久就形成了亚原子粒子开始形成的氢。氦,有两个质子,也很容易解释。我们的太阳一直在产生它,通过核聚变在它炽热致密的腹部将氢原子粉碎在一起。但是像锶这样的重元素更难解释。很长一段时间以来,物理学家们认为这些巨大的元素大多是在超新星时期形成的,比如千新星,但其规模较小,是由大质量恒星在其生命终结时的爆炸造成的。但很明显,单是超新星无法解释宇宙中有多少重元素。

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锶在第一次探测到中子星碰撞后出现,可能有助于证实另一种理论,这些小得多的超致密物体之间的碰撞实际上产生了我们在地球上发现的大部分重元素。

物理学不需要超新星或中子星合并来解释周围的每一个大块原子。我们的太阳相对年轻,光照,所以它主要把氢熔化成氦。但根据美国宇航局的数据,更大、更老的恒星可以将铁一样重的元素与其26个质子融合。然而,正如一对物理学家在2018年发表在《自然》杂志上的文章中指出的那样,没有一颗恒星在其生命的最后时刻变得足够热或密度,能够产生27个质子钴和92个质子铀之间的任何元素。

,然而,我们一直在地球上发现较重的元素。因此,神秘的

大约一半的超重元素,包括锶,是通过一种叫做“快速中子俘获”或“r-过程”的过程形成的,即在极端条件下发生的一系列核反应,可以形成原子核密度很高的原子核,核内充满质子和中子。但是科学家们还没有弄清楚宇宙中的哪些系统是极端的,足以产生我们世界上所看到的r过程元素的绝对体积。

有些人认为超新星是罪魁祸首直到最近,天体物理学家谨慎地宣称,在r过程事件中形成的同位素主要来源于核崩塌超新星,《自然》作者在2018年写道,

这就是超新星的原理:爆炸、死亡的恒星产生的温度和压力超出了它们在生命中产生的任何东西,把复杂的物质以短暂而剧烈的闪光喷向宇宙。这是卡尔·萨根在20世纪80年代讲述的故事的一部分,当时他说我们都是由“恒星物质”构成的。

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是最近的理论著作,已经表明超新星可能不会产生足够的r过程材料来解释它们在宇宙中的优势。

进入中子星。超致密的尸体在一些超新星(仅在质量上超过每立方英寸黑洞)之后遗留下来的恒星非常小,接近美国城市的大小。但它们可以超过全尺寸恒星。当它们撞击在一起时,所产生的爆炸比碰撞黑洞以外的任何事件都更强烈地震动时空结构。

在这些激烈的合并中,天文学家开始怀疑,足够的r过程元素可以用来解释它们的数量。

对2017年碰撞产生的光的早期研究表明,这一理论是正确的。天文学家们看到了黄金和铀的证据,就像当时的《生命科学》报道的那样,这些证据是通过光从爆炸物质中过滤出来的,但是数据仍然是模糊的。

昨天(10月23日)在《自然》杂志上发表的一篇新论文提供了这些早期报告迄今为止最确凿的证实。

“我们实际上是来了我们可能在事件发生后很快就能看到锶。然而,研究报告的作者、哥本哈根大学的天文学家乔纳坦·塞尔辛在一份声明中说,要证明这一点显然是非常困难的,

天文学家当时并不确定太空中的重元素到底是什么样子。但他们重新分析了2017年的数据。这一次,如果有更多的时间来研究这个问题,他们发现了一个“强大的特征”来自于指向锶的千新星,这是r过程的一个标志,也证明了其他元素也可能在那里形成,他们在论文中写道:

随着时间的推移,千新星的一些物质将他们说,可能会进入银河系,也可能成为其他恒星或行星的一部分。也许,最终,它会引导未来的外星物理学家仰望天空,想知道他们的世界上所有这些沉重的东西都是从哪里来的。

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最初发表在《生命科学》上

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