天文学家观察灾难性的中子星合并以了解宇宙中元素的起源

来源：cnBeta 　2022-12-05 05:42:00

(资料图)

中子星合并已被证实可以合成稀土元素。一组科学家首次确定了由中子星合并产生的稀土元素，这一发现的细节最近发表在《天体物理学杂志》上。当两颗中子星向内旋转并合并时，由此产生的爆炸产生了大量构成我们宇宙的重元素。这个过程的第一个确认实例发生在2017年，并被命名为GW 170817。

尽管如此，科学家们还没有确定中子星合并产生的确切元素，只有锶除外，它已经在光学光谱中被确定。

东北大学研究生院的研究生和日本科学促进会（JSPS）的研究员Nanae Domoto带领一个研究小组，仔细分析了所有重元素的特性，以解码来自中子星合并的光谱，结果显示，稀土元素的合成在中子星合并的数据中得到证实。

千新星（一类发生于双致密天体并合过程中的暂现天文事件）的观测光谱（灰色）和本研究中获得的模型光谱（蓝色）。左边的数字表示中子星合并发生后的天数。虚线表示吸收线的特征。产生这些特征的元素的名称与虚线的颜色相同。为了直观起见，光谱被垂直移位了。观察到的1400纳米和1800-1900纳米左右的光谱受到地球大气层的影响。资料来源：Nanae Domoto

他们以此来研究来自GW170817的千新星--由合并过程中喷出的新鲜合成核的放射性衰变引起的明亮光谱。基于对日本国家天文台的超级计算机"ATRUI II"产生的详细千新星光谱模拟的比较，研究人员发现，稀有元素镧和铈可能再现了2017年见证的近红外光谱特征。

需要注意的是，到目前为止，稀土元素的存在只是根据千禧年的整体亮度演变来假设的，而不是从光谱特征来假设的。

"这是第一次在中子星合并的光谱中直接确定稀有元素，它推进了我们对宇宙中元素起源的理解，"Dotomo说。"这项研究使用了一个简单的喷出物质模型。展望未来，我们希望考虑到多维结构，以掌握恒星碰撞时发生的更大的情况。"

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