異常強大的宇宙爆炸鍛造出相當於300個地球質量的重金屬
天文學家偵測到了宇宙史上能量最大的爆炸之一–由兩顆中子星碰撞產生的伽瑪射線暴。這是有史以來第一次探測到爆炸中產生的重金屬,總質量相當於數百個地球。伽馬射線暴(GRB)是自宇宙大爆炸以來已知能量最高的事件,在幾秒鐘內釋放的能量相當於太陽整個100億年的壽命。它們被認為是某些超新星或成對中子星相互撞擊時釋放的”信號沙拉”的一部分。
藝術家對中子星碰撞的印象,就像最近產生了一次強力伽馬射線暴的碰撞一樣圖/A. Simonnet(索諾瑪州立大學)和美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心
新描述的事件被命名為GRB 230307A,屬於後者。它於今年3 月7 日首次被美國宇航局的費米伽馬射線太空望遠鏡探測到,是迄今為止探測到的第二大最強GRB,僅次於2022 年10 月席捲地球的”萬年一遇”爆發。閃光不僅極度明亮,而且持續了200秒–比中子星合併產生的大多數GRB長100倍。
這項研究的合著者邁克爾-法斯諾(Michael Fausnaugh)說:”也許很難再去誇大它有多亮。在伽馬射線天文學中通常計算的是單個光子。但由於光子數量太多,探測器無法分辨單一光子。這有點像錶盤打到了最大值。”
這場光秀的亮度和長度意味著它被世界各地的一系列天文台發現了,這使得天文學家能夠三角測量出它的位置–靠近南天極的山案座。它來自約9 億光年的距離,甚大望遠鏡顯示,事件的發射波長迅速從藍色切換到紅色,這是中子星碰撞的常見模式。
最後,詹姆斯-韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)對準該位置進行了更詳細的研究。奇怪的是,GRB 被追蹤到了星系際空間,距離最近的星係也有12 萬光年之遙。
GRB 230307A 被追蹤到星系際空間的一個區域,最近的星系距離該區域約12 萬光年
但最重要的是,這架望遠鏡首次捕捉到了碲的光譜指紋。這種重金屬在地球上比鉑金還稀有,但被認為在整個宇宙中相當常見。長期以來,人們一直懷疑碲會在中子星碰撞中產生,但這是第一次得到證實。研究團隊估計,爆炸產生的碲總質量約為地球質量的300倍,還有碘等相關元素。
這項研究的合著者本傑明-施耐德(Benjamin Schneider)說:”這一發現是我們對宇宙中重元素形成地點的認識向前邁出的重要一步,並展示了將不同波長的觀測結果結合起來揭示這些能量極高的爆炸的新見解的威力。”
這項研究發表在《自然》雜誌。