10 亿光年外,一场千新星爆炸产生比银河系亮 100 万倍的光芒,并且韦伯望远镜发现那里成为产生碲等稀有元素的天然重金属工厂。
元素周期表上的元素琳瑯满目,但有些只能在太空产生。今年 3 月 7 日,韦伯太空望远镜、费米伽玛射线太空望远镜、尼尔·格雷尔斯雨燕天文台等仪器观测到 50 多年来第 2 明亮伽马射线暴,该事件命名为 GRB 230307A,比典型伽马暴亮约 1000 倍,或者说比整个银河系还亮 100 万倍以上。
GRB 230307A 事件是韦伯望远镜第一次观察到千新星的余波,韦伯望远镜也与甚大望远镜等进一步确定源头为 2 颗中子星合并引发的千新星(kilonova),距离地球约 10 亿光年。
不过科学家怀疑,这 2 颗中子星原本只是螺旋星系内一对互相绕旋的普通大质量恒星联星系统,其中 1 个变成超新星后,似乎脱离母星系喷到 12 万光年之外,另一颗恒星紧随其后,双双变成中子星继续彼此束缚。
伽马射线暴 GRB 230307A 源头与母星系的位置差异。(Source:NASA)
随着时间推移,2 颗中子星终于走向碰撞命运引发千新星爆炸,韦伯望远镜便从中找到元素周期表的第 52 号元素碲:地球上一种比铂(白金)更稀有、带轻微毒性的元素,可用于太阳能电池板(碲化镉(CdTe)太阳能光伏)、可覆写烧录片。
中子星合并长期以来一直被认为是产生各种超重元素的理想“高压锅”,但中子星合并引发之千新星极罕见,我们直到 2017 年才首次观测到双中子星相撞,并证实千新星会产生 R-过程元素,科学家此次从中检测到元素周期表第 38 号元素锶的存在。
等韦伯望远镜发现越来越多类似事件,将帮助研究人员更了解宇宙珍贵化学元素的产生条件,也可能发现更重、更稀有元素,对韦伯望远镜来说,GRB 230307A 事件只是一个开始。
新论文发表在《自然》(Nature)期刊。