韋伯對有史以來第二亮的伽馬射線暴的研究發現了碲。長期以來，宇宙中許多化學元素是在什麼條件下產生的一直是個謎。這其中包括一些非常有價值的元素，甚至是對我們所知的生命至關重要的元素。

研究人員利用各種望遠鏡觀測到了一個明亮的伽馬射線暴，揭示了中子星合併的過程，並探測到了稀有元素碲。這些發現源自於千新星爆發，讓人們對元素的產生有了更深入的了解，並有望在未來有更先進的發現。

由於詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）和一個高能量事件的出現，天文學家現在離答案又近了一步： 這是迄今為止探測到的第二亮的伽馬射線暴，很可能是由兩顆中子星合併引起的–它導致了一場被稱為千新星的爆炸。利用韋伯望遠鏡驚人的靈敏度，科學家首次從太空中捕捉到了千新星的中紅外光譜，這標誌著韋伯望遠鏡首次直接觀察到了此類事件中的單一重元素。

這幅由韋伯的近紅外線照相機（NIRCam）儀器拍攝的圖像突出顯示了GRB 230307A 的千新星和它的前宿主星系，以及它們所處的由其他星系和前景恆星組成的局域環境。這些中子星被踢出了它們的母星系，飛行了大約12萬光年的距離，大約相當於銀河系的直徑，最終在幾億年後合併在一起。資料來源：NASA、ESA、CSA、STScI、Andrew Levan（IMAPP、Warw）

一個科學家小組利用多個太空和地面望遠鏡，包括美國宇航局的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡、美國宇航局的費米伽馬射線太空望遠鏡和美國宇航局的尼爾-蓋爾斯-斯威夫特天文台，觀測到了一個異常明亮的伽馬射線暴–GRB 230307A，並確定了產生爆炸的中子星合併產生了這個伽馬射線暴。韋伯也幫助科學家在爆炸的餘波中偵測到了化學元素碲。

元素週期表中與碲相近的其他元素–如地球上大部分生命所需的碘–也可能存在於千新星噴出的物質中。千新星是中子星與黑洞或另一顆中子星合併後產生的爆炸。

這項研究的第一作者、荷蘭拉德布德大學和英國華威大學的安德魯-萊萬（Andrew Levan）說：”距離德米特里-門捷列夫（Dmitri Mendeleev）寫下元素週期表僅有150多年的時間，現在我們終於可以開始填補這些最後的空白，了解萬物是如何形成的。”

這張圖表比較了詹姆斯-韋伯太空望遠鏡觀測到的GRB 230307A 的千新星光譜數據和千新星模型。兩者都顯示在光譜中與碲相關的區域有一個明顯的峰值，紅色陰影區域。碲在地球上比鉑還要稀有，韋伯望遠鏡對碲的探測標誌著它首次直接觀察到來自千新星的單一重元素。資料來源：NASA、ESA、CSA、Joseph Olmsted（STScI）

雖然中子星合併長期以來一直被理論認為是產生一些比鐵重得多的稀有元素的理想”高壓鍋”，但天文學家之前在獲取確鑿證據時卻遇到了一些障礙。

千新星極為罕見，因此很難觀測到這些事件。短伽瑪射線暴（GRBs），傳統上認為是那些持續時間少於兩秒的伽瑪射線暴，可能是這些不常發生的並合事件的副產品。(相較之下，長伽馬射線暴可能會持續幾分鐘，通常與大質量恆星的爆炸性死亡有關）。

GRB 230307A 的情況尤其引人注目。它是費米伽馬射線太空望遠鏡在3 月首次探測到的，是50 多年來觀測到的第二亮的伽馬射線暴，比費米觀測到的典型伽馬射線暴亮大約1000 倍。它也持續了200秒，儘管起源不同，但仍被牢牢地歸類在了長持續伽馬射線暴的類別中。

「這次爆裂屬於長時間爆裂。它並不接近邊界。但它似乎來自一顆正在合併的中子星，」論文合著者、路易斯安那州立大學費米小組成員埃里克-伯恩斯（Eric Burns ）補充說。

Webb 的NIRCam（近紅外線照相機）拍攝的GRB 230307A 千新星和中子星的前宿主星系的圖像，並配有羅盤箭頭、比例尺和顏色鍵以供參考。

向北和向東的羅盤箭頭表示影像在天空中的方位。請注意，相對於地面地圖上的方向箭頭（從上往下看），天空中的北方和東方之間的關係（從下往上看）是顛倒的。

刻度條以角秒為單位，角秒是天空中角度距離的量度。1 弧秒等於1/3600 弧度。(滿月的角直徑約為0.5 度）天空中覆蓋1 弧秒的物體的實際大小取決於它與望遠鏡的距離。

這張影像顯示的是看不見的近紅外光波長，這些波長已被轉換成可見光顏色。色鍵顯示了採集光線時使用的NIRCam 濾光片。每個濾光片名稱的顏色就是用來表示通過該濾光片的紅外光的可見光顏色。資料來源：NASA、ESA、CSA、STScI、Andrew Levan（IMAPP、Warw）

地面和太空中的許多望遠鏡通力合作，使得科學家在首次探測到天體爆發時就能拼湊出有關這一事件的大量資訊。這是衛星和望遠鏡如何合作見證宇宙變化的一個範例。

在首次探測後，包括尼爾-蓋爾斯-斯威夫特天文台在內的一系列來自地面和太空的密集觀測開始行動，在天空中精確定位源，並追蹤其亮度的變化。這些伽馬射線、X 射線、光學、紅外線和無線電觀測結果表明，光學/紅外線對應物很微弱，演化很快，而且變得非常紅–這是千新星的特徵。

義大利INAF – 布雷拉天文台的研究合著者Om Sharan Salafia 說：「這種類型的爆炸非常迅速，爆炸中的物質也在迅速膨脹。隨著整個雲的膨脹，物質迅速冷卻，其光的峰值在紅外線中變得可見，並在幾天到幾週的時間尺度上變得更紅。”

在以後的時間裡，從地面上研究這顆千新星是不可能的，但現在的條件對於韋伯的近紅外線相機（NIRCam）和近紅外線攝譜儀（NIRSpec）來說，卻是觀測這個動盪環境的絕佳條件。光譜中的寬線顯示出物質是以高速噴射出來的，但有一個特徵非常明顯：碲發出的光，這種元素在地球上比鉑還要稀有。

韋伯望遠鏡高度敏感的紅外線功能幫助科學家確定了產生千新星的兩顆中子星的”老家”：距離合併地點約12 萬光年的一個螺旋星系。

在事件發生之前，它們曾經是兩顆普通的大質量恆星，在它們的母星系螺旋星系中形成了一個雙星系統。由於雙星之間存在引力束縛，兩顆恆星分別在兩個不同的場合被發射到了一起：其中一顆恆星以超新星的形式爆炸，變成了一顆中子星，而另一顆恆星也緊隨其後。

在這種情況下，儘管發生了兩次爆炸顛簸，這兩顆中子星仍然是一個雙星系統，並被踢出了它們的母星系。這對中子星穿越了大約相當於銀河系直徑的距離，幾億年後才合併在一起。

由於太空望遠鏡和地面望遠鏡以互補的方式研究宇宙變化的機會越來越多，科學家們預計未來會發現更多的千新星，例如，雖然韋伯望遠鏡能比以往任何時候都更深入地窺視太空，但美國太空總署即將推出的南希-格雷斯-羅曼太空望遠鏡的非凡視野將使天文學家能夠偵察這些爆炸發生的地點和頻率。

英國伯明罕大學本-貢佩茲（Ben Gompertz）是這項研究的合著者之一。他表示：”隨著我們觀測次數的增加，模型也會隨之改進，光譜也會隨時間發生更多變化。韋伯無疑為我們做更多的事情打開了大門，它的能力將徹底改變我們對宇宙的認識。”

這些發現已發表在《自然》雜誌上。