科学家们观察到了有史以来第二亮的伽马射线爆发中稀有化学元素的产生,为了解重元素的形成方式提供了新的线索。

观察到的第二亮伽马射线爆发创造了生命所需的元素

研究人员检查了异常明亮的伽马射线暴GRB230307A,它是由中子星合并引起的。使用一系列地面和天基望远镜观测到这次爆炸,包括美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜、费米伽马射线太空望远镜和尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台。

由伯明翰大学专家组成的国际研究小组在《自然》杂志上发表了他们的发现,他们透露,他们在爆炸后发现了重化学元素碲。

维持地球生命所需的其他元素,如碘和钍,也可能是爆炸(也称为千新星)喷射出的物质之一。

该研究的合著者、伯明翰大学天文学助理教授BenGompertz博士解释说:“伽马射线暴来自以接近光速行进的强大射流,在这种情况下是由两个粒子之间的碰撞驱动的。中子星。这些恒星花了数十亿年的时间相互螺旋运动,然后才碰撞产生我们今年三月观察到的伽马射线爆发。”

“合并地点大约是它们所在星系外银河系的长度(约120,000光年),这意味着它们一定是一起发射出去的。碰撞的中子星提供了合成非常重的元素和放射性元素所需的条件。当爆炸消退时,这些新元素的光芒为我们检测到的千新星提供了动力。千新星极其罕见,很难观察和研究,这就是为什么这一发现如此令人兴奋。”

GRB230307A是迄今为止观测到的最亮的伽马射线暴之一,比整个银河系的总和还要亮一百万倍以上。这是中子星合并后第二次利用光谱观测检测到单个重元素,为了解这些生命所需的重要组成部分是如何形成的提供了宝贵的见解。

该研究的主要作者、荷兰拉德堡德大学天体物理学教授安德鲁·莱万(AndrewLevan)表示:“距离德米特里·门捷列夫(DmitriMendeleev)写下元素周期表仅150多年,我们现在终于能够开始填补最后的空白多亏了詹姆斯·韦伯望远镜,我们才能了解一切事物是在哪里制造的。”

GRB230307A持续了200秒,这意味着它被归类为长时间伽马射线暴。这是不寻常的,因为持续时间不到两秒的短伽马射线暴更常见是由中子星合并引起的。像这样的长伽马射线爆发通常是由大质量恒星的爆炸性死亡引起的。

研究人员现在正在寻求更多地了解这些中子星合并是如何进行的,以及它们如何为这些巨大的元素产生爆炸提供动力。

该研究的合著者、伯明翰大学博士后研究员萨曼莎·奥茨博士(现为兰卡斯特大学讲师)表示:“就在几年前,像这样的发现是不可能的,但感谢詹姆斯·韦伯太空望远镜,我们可以观察到这些合并的精致细节。”

冈珀茨博士总结道:“直到最近,我们还不认为合并能够为伽马射线爆发提供超过两秒的能量。我们的下一个工作是找到更多这样的长期合并,并更好地了解驱动它们的因素——以及是否正在创造更重的元素。这一发现为我们对宇宙及其运作方式的变革性理解打开了大门。”