从太平洋海床挖上来的一块岩石,发现了来自星际的重元素。长期以来,科学家相信金、银、钚等元素来自超新星爆炸,但只靠典型的超新星事件不足以解释我们附近重元素的含量,一篇新研究再度提出,中子星整合事件也是主要贡献者。
大爆炸形成了当今宇宙大部分氢和氦,接着恒星接管工作,在铁之前的轻元素如碳、氧、铁、镍等主要通过核融合形成。但有些更重的元素如铜、金、铂、钚(plutonium)等来自更极端的环境条件,天体物理学家长期以来认为这些元素主要来自塌缩超新星中的R过程(也称快中子捕获过程)。
R过程会产生许多重元素,但科学家尚不清楚发生R过程的具体环境。现在,新研究分析认为标准的超新星理论已不受欢迎,更有力的重元素产生对象应该是特殊类型超新星(SNe)或中子星整合(NSMs),前者比如由快速旋转的恒星形成之超新星,而后者已在重力波事件GW170817的观测中获得证据性支持。
2017年时,科学家自GW170817事件发现中子星碰撞产生了一批重元素,证实中子星碰撞也是黄金的起源。然而放眼整个宇宙,重元素也曾出现在非常古老的恒星中,当时还没有充足时间能让中子星发展至相互碰撞,因此重元素势必还有其他来源。
最近,《科学》(Science)期刊发布了德国HZDR实验室团队分析太平洋海床样本的新研究。从435个铁-60原子的分布状况来看,研究人员证实了250万与630万年前,地球附近都曾有超新星爆炸并将这些重元素散播至地球沉积。
然而科学家还从样本中检测到181个钚-244原子,如果与超新星R过程模型产生的重元素预测值比较,则观测到的比率远远低于模型预测,这导致研究团队得出结论,光靠超新星无法解释整个银河系R过程重元素的丰度,中子星碰撞势必也在其中做出贡献。
研究人员希望通过更多同位素观察了解银河系历史,探讨究竟地球上那些金银珠宝是来自某颗垂死恒星的爆炸,还是来自2个难以想象的致密中子星融合。
(首图来源:LIGO)