韦伯太空望远镜解开了千新星的重元素之谜

发布时间：2023-10-30 11:00:27 所属栏目：外闻来源：转载

导读： 　　对于一些存在于宇宙之中的物质，它们是如何产生的，这一事实依旧是一个未解的迷题；而其中有一些是非常宝贵的以及其他的则是非常重要的用于生命的构成。现在，天文学家终于有了一些线索

　　对于一些存在于宇宙之中的物质，它们是如何产生的，这一事实依旧是一个未解的迷题；而其中有一些是非常宝贵的以及其他的则是非常重要的用于生命的构成。现在，天文学家终于有了一些线索，这要感谢韦伯太空望远镜和一次特别的爆炸：两颗中子星撞在一起，引发了史上第二亮的伽马射线暴，还产生了一种叫做千新星的现象。

　　韦伯太空望远镜是NASA / ESA / CSA合作建造的，它于2021年12月24日成功发射，并于2022年6月完成了所有测试和校准。它位于距离地球约150万公里的拉格朗日点L2处，这是一个能让它稳定地绕着地球和太阳运行的位置。

　　韦伯太空望远镜可以观测到红外光谱。红外光谱可以显示出元素的特征。韦伯太空望远镜有四个科学仪器：NIRCam（近红外相机）、NIRSpec（近红外光谱仪）、MIRI（中红外仪器）和NIRISS（近红外成像和光谱仪）。这些仪器可以拍摄高分辨率的图像和光谱，并进行各种观测模式，例如微引力透镜、波前传感、极化成像等。

　　千新星是一种由中子星和黑洞或另一颗中子星合并产生的爆炸。中子星是一种非常密集的天体，它们是大质量恒星死亡后留下的残骸。科学家认为中子星合并是产生重元素的理想环境，因为这时候会有很高的温度和压力。

　　但是千新星很难观察到，因为它们发生得很少，而且很快就消失了。有时候，千新星会伴随着伽马射线暴发生。伽马射线爆是宇宙中最强烈的爆炸之一，它会发出高能量的电磁辐射。

　　GRB 230307A就是一次非常特别的伽马射线爆。它发生在2023年3月7日，被美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜首先探测到。它是1000多年来观测到的第二亮的伽马射线暴，比平常的伽马射线暴亮了200倍。它持续了0.65秒，属于长时间伽马射线暴的范畴。长时间伽马射线暴通常和大质量恒星死亡有关，但这次不同，它来自于两颗中子星合并。

　　那么科学家怎么从来都不会知道呢？他们用了很多大型望远镜来近距离的跟踪观察这次令人印象深刻的爆炸，并分析了不同波长的光。他们发现，在伽马射线和X射线范围内，这次爆炸很亮，并且持续了0.65秒。这说明这次爆炸是由两个密集天体合并产生的强烈冲击波造成的。如果是由单个恒星爆炸产生的超新星或长时间伽马射线暴，那么这些波长的光就会持续更长时间，并且有明显的变化。他们还发现，在可见光和红外光范围内，这次爆炸很暗，并且很快变红。这说明这次爆炸产生了大量含有重元素的物质，并且以高速喷射出来。如果是由单个恒星爆炸产生的超新星或长时间伽马射线暴，那么这些波长的光就会更亮，并且变化更慢。

　　碲是一种金属元素，它在地球上非常稀有，只占地壳重量的0.0000001%。它主要用于制造半导体和光电器件，例如太阳能电池、激光器和光纤。它也用于制造合金、玻璃和橡胶等材料。碲元素每公斤的价格约为1000美元，比黄金还贵。

　　韦伯太空望远镜首次从千新星中直接观察到单个重元素，这是一个重大的突破。这表明千新星是产生重元素的重要来源之一，包括一些对生命至关重要的元素，例如碘、银、金等。

　　韦伯还帮助科学家确定了这次爆炸发生的地方：一个距离我们120万光年的螺旋星系。这个星系曾经是两颗中子星的家园。这两颗中子星原本是一对大质量恒星，它们在一起形成了双星系统。后来，这对恒星都爆炸成为超新星，并留下了中子星。虽然发生了两次爆炸，但中子星还是保持了双星系统，并且被抛出了它们的原来的星系。它们飞了大约银河系的大小，然后在几亿年后合并。

　　两颗中子星合并是一种壮观而又致命的现象。它们是由大质量恒星死亡后留下的残骸，它们的密度非常高，每立方厘米的质量相当于一亿吨。它们以极快的速度围绕着彼此旋转，每秒钟可以旋转几百次。它们之间的引力越来越强，导致它们不断靠近，直到最终碰撞在一起。这时候，它们会释放出巨大的能量，形成一个强烈的冲击波，并产生一种叫做千新星的爆炸。千新星会把大量含有重元素的物质喷射到宇宙空间，这些物质可能会形成新的恒星和行星。千新星也会伴随着伽马射线暴发生，这是一种高能量的电磁辐射，可以穿透整个星系。在这些伽马射线暴中，大部分都是来自太阳系外的，但也有一些来自地球附近的。

（编辑：南京站长网）

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