據Space.com報道,強大的詹姆士・韋伯太空望遠鏡 (JWST) 和它的前輩哈勃望遠鏡,共同觀測到一個超長伽馬射線暴 (GRB)。該能量爆發源於數百萬年前兩顆緻密中子星的碰撞,而望遠鏡的儀器檢測到的結果表明,這次碰撞確實產生了「純金」。
據悉,中子星是超新星 (即垂死恆星爆炸) 的罕見產物,它們沒有像超新星一樣坍縮成黑洞。就在本周初,韋伯望遠鏡還被用來探測到一顆位於著名超新星核心處的中子星,科學家此前雖然推測該中子星存在,但一直無法直接觀測。
中子星本質上是密度極高的緻密星體,碰撞時會發生劇烈反應。藉助這兩台威力強大的望遠鏡,來自羅馬大學的科學家們能夠觀察到「千新星」 (kilonova) 的耀眼光輝,這種光輝是由碰撞的死亡恆星中產生的重元素 (如銀和金) 發出的。
羅馬大學天體物理學家Eleonora Troja參與了這項發現,她稱:「使用哈勃望遠鏡和韋伯望遠鏡強大的觀測能力,研究前所未見的千新星是一件令人興奮的事。這是我們第一次能夠確認比鐵和銀更重的金屬在我們面前被 『新鮮』 製造出來。」
通常情況下,較長的伽馬射線暴與單個恆星的死亡有關,而非恆星合併。然而,2023年義大利費米任務 (Fermi mission) 發現的GRB 230307A事件挑戰了這一慣例,它是迄今為止檢測到的第二長的伽馬射線暴,持續時間長達 200 秒。
本周發表在《自然》雜誌上的新研究表明,當中子星以雙星系統形式存在時 (與此次觀測到的 GRB 和相關的千新星 AT2017gfo 類似),它們的碰撞似乎不僅為宇宙的元素組成貢獻了鐵和銀,還貢獻了黃金。
羅馬大學研究團隊負責人 Yu-Han Yang 說:「中子星合併可能創造出一種理想的環境,可以大量合成重元素,這是目前人類無法人工實現的。研究中子星合併可以幫助我們重寫 『元素合成』 (nucleosynthesis) 的晦澀章節,即描述大爆炸後最初幾秒鐘原子核形成的過程。」
就像一場宇宙魔術表演,這次耀眼爆炸產生了黃金,也能幫助科學家更好地理解宇宙的形成過程。