中子星併合產生重元素鍶首次被確認

科技日報北京10月27日電 （記者劉霞）2017年，科學家首次探測到兩顆中子星併合產生的引力波，引發科學界一片狂歡，但故事並沒有結束！研究人員在最新一期《自然》雜誌撰文稱，他們對這次併合產生的數據進行重新分析，首次確認重元素鍶來自於這場併合。證實宇宙中較重的元素可以在中子星併合中產生。

據物理學家組織網24日報道，2017年，在探測到中子星併合產生的引力波後，歐洲南方天文台將包括甚大望遠鏡（VLT）在內的多個望遠鏡指向了震源：名為“GW170817”的中子星併合事件。天文學家們懷疑，如果在中子星碰撞中確實形成了更重的元素，這些元素的“蛛絲馬跡”會在併合產生的爆炸殘骸——巨新星內“現形”。現在，他們藉助VLT上的X-shooter光譜儀首次證實了這一點。

自上世紀50年代以來，天文學家一直在研究製造元素的物理過程。幾十年內，除了“漏網之魚”鍶之外，他們發現了每個主要放射性元素在太空中形成的位置：普通恆星、超新星爆發、古老恆星的外層等，但一直未曾發現創造出更重元素的過程——快速中子捕獲的發生位置。

在快速中子捕獲過程中，原子核足夠快地捕獲中子，使極重元素被製造出來。儘管許多元素是在恆星的內核產生的，但要製造出比鐵更重的元素（比如鍶），則需要擁有更多自由中子的更高温環境。快速中子捕獲僅在原子被大量中子轟擊的極端環境中發生。

研究主要作者、丹麥哥本哈根大學的達拉赫⋅沃森説：“通過重新分析2017年合併後的數據，我們確定了鍶的特徵，證明了中子星併合在宇宙中創造了這一元素。”在地球上，鍶存在於土壤中，並集中於某些礦物質中，鍶鹽可使煙花呈現出絢爛的紅色。

馬克斯⋅普朗克天文學研究所的卡米拉⋅朱爾⋅漢森表示：“這是我們首次將通過中子捕獲形成的新物質與中子星併合直接聯繫在一起，證實了中子星由中子構成，並將快速中子捕獲過程與這種併合聯繫在一起。”

GW170817事件是對引力波的第五次證明，“幕後功臣”是美國的激光干涉儀引力波天文台（LIGO）和意大利的“室女座”引力波干涉儀。這次併合發生於星系NGC 4993中，是迄今唯一一個被地球上的望遠鏡探測到的引力波源。

研究人員稱，最新研究表明，藉助LIGO、“室女座”和VLT，我們對中子星的內部運作及其爆炸性併合有最清晰的瞭解。