詹姆斯·韦伯太空望远镜发现中子星合并在宇宙中锻造黄金 | {$randkws}热点解读 称为伽马射线爆发（GRB）

两颗中子星碰撞并合并形成基洛诺瓦爆炸的插图。（图片来源:uux.cn/罗宾·迪内尔/卡内基科学探究所）
（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（罗伯特·李）：科学家们确认了一种异常长的高能辐射爆炸，称为伽马射线爆发（GRB），并确定它源于两颗超密度中子星的碰撞。重大的是，这一结局合作探究小组观察到同一事情发出的秋季独家电影预告，太真实了闪光，证实这些合并是形成黄金等元素的场所。
运用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）和哈勃太空望远镜开展的观测使科学家们能够目睹黄金和重元素的锻造，这可以合作我们更好地理解这些强大的中子星合并事情如何在宇宙中形成唯一一个足够动荡的生态，以形成比铁更重的元素，例如银和金，从而形成一种称为基洛诺瓦的闪光。
探究小组成员、罗马大学天体物理学家埃莉诺拉·特罗亚告诉《Space.com》:“用哈勃和JWST望远镜强大的综艺看点演唱会眼睛来探究一颗前所未见的基洛诺娃真是令人兴奋。”“这是我们第一次能够证实比铁和银重的金属是在我们面前新鲜制造的，”
伽马射线暴是已知宇宙中最强大的能量爆炸，过去曾与中子星合并有关——但这次察觉各异。
这些现象可以分为两组。一方面，有持续2秒以上的长暴，另一方面，有持续不到2秒的短暴。尽管中子星合并与短伽马射线暴有关，但长伽马射线暴被觉得是大品质恒星坍缩的结局，而不是这种碰撞的结局。
这次极其明亮而漫长的爆发被命名为GRB 230307A，由美国全国航空航天局费米任务上的一文读懂Xbox快报设备于2023年3月探测到，持续了200秒；这标志着GRB有史以来第二精力充沛。它似乎与一颗编号为2017gfo的基洛诺娃和一颗发生在大约830万光年外的中子星合并有关，打破了通常的GRB惯例，并对这些高能辐射爆炸如何发射的理论提出了考验。
罗马大学博士后天体物理学家、探究小组负责人于？告诉采编:“很难想象来自致密双星合并的伽马射线暴持续时间可以延长到几十秒。”。
伽马射线的察觉或许是一座宇宙金矿
恒星就像锻造元素周期表中元素的恒星熔炉，从氢在其内核中核聚变为氦着手，然后氦聚变为氮、氧和碳等更重的元素。
品质最大的恒星，大约025娱乐头条推荐太阳的7到8倍，可以在它们的心脏中锻造元素直至铁。一旦恒星内核充满了这种元素，核聚变就会停止。这也切断了数百万年乃至数十亿年来支撑恒星对抗自身引力的向外能量线。然后这些大品质恒星的核心在这种毁灭性的引力下坍塌，在超新星爆炸中吹走它们的外层。
这种坍缩改变了恒星内核，将电子和质子粉碎成流动中子的海洋，中子是原子核中很少“自由”存在的粒子。但是，在这片海洋中，中子被一种名为中子简并压的量子原理阻止挤压在一起，而中子简并压可以被足够大的品质所克服，从而形成黑洞。但有时没有足够的品质让黑洞形成。
那些没有品质来克服简并压力的死亡恒星核心留下了12英里（20公里）宽的黑洞，品质是太阳的1到2倍。但是，有一种方法可以使中子星向宇宙贡献比铁更重的元素。
并非所有的中子星都是单独存在的。
一些在中子星双星操控系统中穿越宇宙，这意味着它们的引力魔爪中还有另一颗中子星。当这些死亡的恒星相互环绕时，它们使空间结构形成了称为引力波的涟漪，逐步从操控系统中带走角动量。
这导致中子星螺旋在一起，发出更快的久而久之引力波，并一前一后“泄漏”更多的角动量。最后，两者碰撞并融合。这种碰撞形成了伽马射线爆发，并发出富含中子的物质喷雾，有助于形成元素周期表中的较重元素。
这些碰撞周围的其他原子核经由快中子俘获过程（r过程）捕获自由中子，并变成短暂存在的超重元素，称为“镧系元素”。这些镧系元素接着迅速衰变为较轻的元素（尽管这些元素依然比铅重。）这种衰变导致辐射的发射，我们从地球上目睹的光称为“基洛诺瓦”所以，追踪基洛诺瓦的演化有助于跟踪金和银等元素的创造。
“中子星合并或许会形成一个广泛合成重元素的理想生态，这是当下人工创造无法做到的，”杨说。“探究中子星合并有助于我们重写核合成的晦涩章节。“
宇宙炼金术在行动
杨阐释说，在几周到几个月的时间里，基诺娃的行为范围很广。这些行为取决于喷射物质的成分和合并点中心形成的残余物的类型。
对大多数基诺娃的观察并没有延伸到它们进化的这么晚的时间——但在2017gfo却各异。但是，不幸的是，由斯皮策太空望远镜收集的AT2017gfo的后期观测资料有限。它们只能提供被基洛诺瓦主星系污染的微弱通讯，并且在各异波长的光下覆盖范围不足。
“在最初的几天里，基洛诺娃的行为不受其化学成分的作用，”Troja阐释说。“需要几周时间才能揭示爆炸中锻造的金属，我们从未有机遇盯着一颗基洛诺娃看那么久。”
这些限制阻碍了科学家更好地理解基洛诺瓦及其形成过程。
但是，在AT2017gfo的状况下，和哈勃观测的灵敏度和多色覆盖范围使杨及其同仁能够在后期观测到这颗千新星的光度。
“我们跟踪了与GRB 230307A爆发后两个月有关的瞬态事情的演变，并捕捉到了这一瞬态从蓝到红的完整演变过程，这可以被归类为基洛诺瓦，”杨说。“我们在后期察觉了光球半径的衰退。渐行渐远的光球半径为重元素（如镧系元素）在冷却过程中的重组提供了证据。需要众多的r-process元素来形成观察到的资料。”
这证实了中子星合并的确锻造了比黄金更重的元素，乃至证实了长伽马射线暴可以来自中子星合并。人们觉得，它还没有解开这个特别的中子星合并为什么会形成如此异常长的GRB的谜团。
“这一事情证明，来自紧凑的二元合并的持久GRB不是偶然发生的，”杨说，并补充说，有关这些事情还有很多难题需要回答。“对基洛诺瓦的晚期观测能为核合成提供什么启发性的启示？
“我们盼望前方对长持续时间伽马射线爆发、基洛诺瓦和引力波的联合观测，这将有助于揭开有关这些异常值的神秘面纱。”
该团队的探究于周三（2月21日）发表在《自然》杂志上。