孕育太陽系的那次中子星碰撞到底發生在多久以前_風聞

原創：牧夫天文

文章來源：NASA/戈達德太空飛行中心

原作：Nola Taylor Redd

翻譯：黃雪妮

校譯：牧夫天文校對組

編排：王招君

原文鏈接：

https://www.space.com/neutron-star-crash-age-formed-solar-system.html

一位藝術家對即將發生碰撞的中子星的藝術描繪

來源：NASA/戈達德太空飛行中心

天文學家正在尋找為地球提供了重金屬的那次中子星碰撞的遺蹟。

當中子星合併時，它們會向周圍噴出大量的物質，這些物質會演變成為恆星的一部分。現在，科學家們正試圖通過追蹤那些被拋出的原始放射性物質產生的元素，來找到孕育我們太陽系的那次中子星碰撞。通過這種追蹤，他們認為那次中子星碰撞發生在我們太陽系誕生前一億年，距離其誕生地一千光年遠。

 “這已經很近了。” 該項目的首席科學家Szabolcs Marka説。“如果你抬頭看到一個在一千光年之外的中子星合併，它將會照亮整個夜空。”

Marka和他的同事、佛羅里達大學的天體物理學家Imre Bartos利用太陽系形成初期的隕石追蹤了這次碰撞。他們分析了這些岩石中的同位素。

首先，他們計算了早期太陽系中放射性同位素的數量;然後，將他們的測量結果與中子星合併產生的同位素數量進行比較。今年1月，Marka在檀香山召開的美國天文學會冬季會議上公佈了他們的研究結果。

“我們的”中子星合併

宇宙中的重元素，如金、鉑和鈈，是在中子碰撞原子時形成的。在這樣的碰撞中，中性的中子可以發射出帶負電荷的電子，然後變成帶正電荷的質子，從而改變原子的特性。

這個過程被稱為快速中子捕獲，它只會在最劇烈的爆炸中發生，如超新星和中子星合併。但科學家們仍在爭論到底是哪一種極端事件導致了宇宙中大量的重元素的產生。

因此，Marka和Bartos轉向研究古代的隕石，試圖瞭解哪種事件孕育了早期太陽系。這些來自早期太陽系的岩石的內部是爆炸噴出的物質，儘管這些最初的元素具有放射性，並且迅速衰變，但是它們留下了過去的痕跡。

隨着激光干涉引力波天文台(LIGO)開始用於探測中子星合併,科學家也開始用這個天文台來確定孕育太陽系的那次爆炸。

先前的研究估計，銀河系中每50年左右就會發生一次超新星爆炸。LIGO的新觀測表明，這個頻率比先前估計的低得多，大約每10萬年發生一次。太陽系中重元素的數量表明這些元素來源於附近發生的中子星碰撞但太陽系不處於發生地，因為發生地的重元素數量會更多一些。

“每個同位素都是一個從爆炸開始的計時錶，”Marka説。通過研究這些物質被捕獲時，每種同位素的數量，他們能夠確定促使太陽系形成的那次中子星碰撞。“只有形成於同一個時間點時，它們同位素數量才會是一樣的，”他説。研究表明，這一時刻發生在太陽系形成前大約1億年，在天文時間尺度上是一眨眼的功夫。研究小組還根據它們在太陽系中的留下的物質的含量，計算出了這兩顆中子星碰撞的地方離太陽系誕生地有一千光年遠。

研究小組無法確定的是，這些重元素是從哪個方向進入太陽系的，如果能確定這個方向，從理論上講可以讓科學家定位那次碰撞的遺蹟。問題是太陽自形成以來的45億年裏都沒有靜止不動過;相反，它一直在繞着銀河系飛行。

那次爆炸孕育了一個恆星團，天文一直在試圖找到這個恆星團裏的恆星。Marka希望有一天，天文學家能找到那些姊妹星，以及促使太陽系形成的那次中子星碰撞的殘留物。

Marka説這次發現讓的團隊有感而發甚至哭了。他説大家之所以會有這麼強烈的情緒反應，是因為這次中子星的合併不單單是發生在宇宙中的某次事件，更重要的是它影響了我們每一個人。

“它不是遙不可及，虛無縹緲的，它是影響了我們的一次爆炸，”Marka説。

『天文時刻』 牧夫出品

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