當中子星碰撞時，它們會像迷你大爆炸一樣爆炸

2017 年 8 月，人類觀察到了一個奇跡.我們第一次看到了兩顆中子星相撞，世界各地的望遠鏡都觀察到了這一事件，當兩個物體盤旋合并時，引力的喧囂引起了警覺。形成黑洞.

即使在當時，我們也知道，名為 AT2017gfo 的千新星爆炸這一事件將為我們提供足夠的科學數(shù)據(jù)，供我們在未來幾年內啃食。事實也證明了這一點?，F(xiàn)在，科學家們已經(jīng)將來自多個望遠鏡的數(shù)據(jù)拼湊在一起，以重建千新星發(fā)生后的幾天，以及它劇烈膨脹的火球，從而產(chǎn)生了一連串的重元素。

哥本哈根大學尼爾斯·玻爾研究所（Niels Bohr Institute）的天體物理學家阿爾伯特·斯內彭（Albert Sneppen）領導的一個研究小組說，這是一個不斷發(fā)展的事件，很像Big Bang，伴隨著冷卻并聚結成物質的粒子熱湯。

“這種天體物理學爆炸每小時都在急劇發(fā)展，因此沒有一臺望遠鏡可以跟蹤它的全部故事。單個望遠鏡對事件的觀察角度被地球的自轉擋住了。Steppen 解釋道.

“但是，通過結合來自澳大利亞、南非和哈勃太空望遠鏡的現(xiàn)有測量數(shù)據(jù)，我們可以非常詳細地跟蹤它的發(fā)展。我們表明，整體顯示的不僅僅是單個數(shù)據(jù)集的總和。

AT2017gfo 的觀測表明，一件令人著迷的事情是重元素的產(chǎn)生。許多元素都是在恒星內部鍛造的，其中核心聚變過程將原子粉碎在一起以制造更重的原子。

但這有一個截止點——恒星不能融合比鐵重的元素，因為這樣做所需的能量大于聚變產(chǎn)生的能量。

需要一個非常高能的事件來產(chǎn)生更重的元素，例如超新星爆炸。AT2017gfo 顯示中子星千新星也是生產(chǎn)性重元素工廠——在爆炸期間發(fā)出的光中，天文學家檢測到鍶的特征.

Steppen 和他的同事們將這一分析更進一步。通過仔細研究多個數(shù)據(jù)集，他們能夠觀察到千新星每小時的演變，以及其中重元素（稱為 r 過程元素）的形成。

當兩顆中子星碰撞時，爆炸的中子星內臟的初始千新星非常熱，數(shù)十億度，可與大爆炸的熱量相媲美。在這種炎熱的等離子體環(huán)境中，像電子這樣的基本粒子可以自由地旋轉，不受束縛。

隨著千新星的膨脹和冷卻，粒子相互搶奪并成為原子。研究人員說，這類似于宇宙歷史上被稱為重組紀元.

大爆炸后大約 380,000 年，宇宙冷卻到足以讓在原始等離子體湯中咕嚕咕嚕的粒子可以結合成原子。等離子體湯散射了光，而不是讓它傳播，這種“重組”意味著光最終可以流過宇宙。

在中子星千新星中觀察到的結合過程與我們認為在重組時代發(fā)生的情況非常相似，這表明千新星可能是探索早期宇宙演化的強大實驗室。

研究人員還能夠確認在進化的千新星中存在鍶和釔，從而加強了對千新星爆炸作為宇宙中重元素來源的支持。

“我們現(xiàn)在可以看到原子核和電子在余輝中結合的那一刻，”天體物理學家 Rasmus Damgaard 說尼爾斯·玻爾研究所。

“我們第一次看到原子的產(chǎn)生，我們可以測量物質的溫度，并在這次遠程爆炸中看到微觀物理學。這就像欣賞從四面八方環(huán)繞著我們的三個宇宙背景輻射，但在這里，我們可以從外面看到一切。我們看到原子誕生的那一刻之前、期間和之后。

現(xiàn)在這就是金屬。

該研究已發(fā)表在天文學與天體物理學.

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