 一個數值模擬的中子星之間的碰撞引發了千新星爆炸(圖片來源:uux.cn/I. Markin(波茨坦大學)) （神秘的地球uux.cn）據美國太空網（羅伯特·李）：組成你戒指上的戒指的黃金、珠寶和用作核電站燃料的鈾被認為來自兩顆被稱為中子星的超密度死星碰撞時產生的劇烈條件。 中子星之間的碰撞還會在時空中產生稱為引力波的波紋，稱為伽馬射線爆發的高能輻射爆炸，以及在地球上可以探測到的稱為千新星的閃光。2017年8月17日檢測到了這樣一個事件的簽名。 現在，一個科學家小組，包括來自馬克斯·普朗克引力物理研究所和波茨坦大學的研究人員，已經使用一種先進的軟件工具來分析這次千新星爆炸的特征，添加了來自其他中子星的無線電和X射線觀測數據，核物理計算和在地球粒子加速器中進行的碰撞實驗的發現。 這項工作可能有助於更好地理解超密度死星撞擊在一起時產生的奇異和動蕩的環境，從而創造出科學家所知的唯一可以鍛造比鐵重的元素的場所。 “我們的新方法將有助於分析物質在極端密度下的特性。它還將讓我們更好地了解宇宙的膨脹，以及中子星合並期間重元素的形成程度，”團隊成員、馬克斯·普朗克引力物理研究所科學家蒂姆·迪特裏希在一份聲明中說。 作為極端宇宙實驗室的中子星碰撞 當大質量恒星達到其核心核聚變燃料的極限時，中子星就誕生了。這導致核心迅速坍縮，同時恒星的外層被旋離，留下一個質量為太陽質量一到兩倍的物體，其寬度相當於地球上的一個城市，約12英裏(20公裏)。 因此，構成中子星的物質密度如此之大，以至於一塊方糖大小的物質被帶到地球時，重量相當於3000座帝國大廈或整個人類。這種死亡的恒星物質也很特別，因為它富含中子，中子是通常與質子一起被鎖在原子核中的粒子。 當中子星碰撞時，這種富含中子的物質被噴射到太空中。這創造了一個充滿自由中子的環境，這些中子可以很快被其他原子吸收，產生超出元素周期表限製的非常重的元素——科學家稱之為“快速捕獲過程”或“r過程”。 這些元素不穩定，會衰變為穩定的重元素，如金和鈾。這種衰變伴隨著電磁輻射的發射——這種光形成了千新星閃光。 這意味著研究中子星合並後發生的千新星是研究鍛造鐵以外元素的物理過程的唯一途徑，鐵甚至不能在最大質量的恒星的熾熱心髒中產生。 迄今為止，在其引力波和電磁輻射中，隻記錄了一次收縮雙星係統中中子星的合並。 這一事件被命名為GW170817，來自距離地球1.3億光年的碰撞中子星，它們旋轉在一起並合並，產生了2017年在地球上發現的信號。 該團隊使用他們的軟件創建了這一事件的模型，該模型由這些中子星在碰撞前相互圍繞的最後幾個螺旋的引力波，碰撞發生時發射的伽馬射線爆發，以及合並發生後幾天到幾年間周圍環境發射的千新星輻射組成。 “通過同時連貫地分析數據，我們得到了更精確的結果，”小組成員、烏特勒支大學科學家彼得·t·h·龐說。 這使得該團隊能夠精確地詳細描述發生在1.3億年前的中子星合並過程中發生的事情，這一過程可能會使其周圍富含金、鈾和其他重元素。 該團隊開發的模型應該適用於詳細描述其他中子星碰撞時發生的事件。 這項研究將得到加強，因為位於美國的激光幹涉儀引力波天文台(LIGO)、位於意大利的處女座和位於日本的神岡引力波探測器(KAGRA)的引力波探測器將在未來的觀測運行之前得到升級，這些觀測運行將“聽到”中子星碰撞在時空中發出的更多波紋。 |
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