在兩個中子星合并之后，首次在太空中發(fā)現(xiàn)了一種新鮮制作的重元素鍶。ESO的X-shooter光譜儀在甚大望遠(yuǎn)鏡(VLT)上觀察到了這一發(fā)現(xiàn)，該發(fā)現(xiàn)今天在《自然》雜志上發(fā)表。這項(xiàng)檢測證實(shí)了宇宙中較重的元素可以在中子星合并中形成，從而彌補(bǔ)了化學(xué)元素形成難題的缺失。

2017年，在探測到穿過地球的引力波之后，ESO將其包括VLT在內(nèi)的智利望遠(yuǎn)鏡指向了震源：名為GW170817的中子星合并。天文學(xué)家懷疑，如果在中子星碰撞中確實(shí)形成了更重的元素，這些元素的特征就會在新星爆炸后的核爆炸中被發(fā)現(xiàn)。這是歐洲研究人員團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在使用ESO VLT上的X-shooter儀器的數(shù)據(jù)完成的工作。

在GW170817合并之后，ESO的望遠(yuǎn)鏡隊(duì)開始監(jiān)視各種波長范圍內(nèi)正在出現(xiàn)的千伏爆炸。特別是X-shooter拍攝了從紫外線到近紅外的一系列光譜。對這些光譜的初步分析表明，在千伏新星中存在重元素，但是直到現(xiàn)在天文學(xué)家才能查明單個元素。

研究的主要作者達(dá)拉赫·沃森(Darach Watson)說：“通過重新分析合并后的2017年數(shù)據(jù)，我們現(xiàn)在已經(jīng)確定了火球鍶中一個重元素的特征，證明中子星的碰撞在宇宙中造就了這一元素。”丹麥哥本哈根大學(xué)。在地球上，鍶自然存在于土壤中，并集中在某些礦物質(zhì)中。它的鹽用來使煙火呈現(xiàn)出鮮艷的紅色。

自1950年代以來，天文學(xué)家就知道產(chǎn)生這些元素的物理過程。在隨后的幾十年中，他們發(fā)現(xiàn)了除了一個之外的所有這些主要核鍛造的宇宙場所。沃森說：“這是長達(dá)數(shù)十年的追逐行動，目的是確定這些元素的起源。”“我們現(xiàn)在知道，產(chǎn)生這些元素的過程主要發(fā)生在普通恒星，超新星爆炸或舊恒星的外層。但是，直到現(xiàn)在，我們還不知道最終未被發(fā)現(xiàn)的過程的位置，即快速中子俘獲，在元素周期表中產(chǎn)生了更重的元素。”

快速中子捕獲是一個過程，其中原子核足夠快地捕獲中子以允許產(chǎn)生非常重的元素。盡管許多元素是在恒星的核心中產(chǎn)生的，但要制造出比鐵重的元素(例如鍶)，則需要更高溫的環(huán)境，其中需要大量的中子?？焖僦凶硬东@僅在原子被大量中子轟擊的極端環(huán)境中自然發(fā)生。

卡米拉·朱爾(Camilla Juul)表示：“這是我們首次將通過中子俘獲形成的新創(chuàng)造的物質(zhì)與中子星合并直接聯(lián)系起來，這證實(shí)了中子星是由中子構(gòu)成的，并將長期爭論不休的快速中子俘獲過程與這種合并聯(lián)系在一起。”海德堡馬克斯·普朗克天文學(xué)研究所的漢森在這項(xiàng)研究中發(fā)揮了重要作用。

科學(xué)家們才剛剛開始更好地了解中子星合并和千新星。由于對VLT的X-shooter爆炸所產(chǎn)生的光譜中的這些新現(xiàn)象和其他復(fù)雜性的了解有限，因此直到現(xiàn)在，天文學(xué)家仍無法識別單個元素。

“實(shí)際上，我們想到了在事件發(fā)生后我們很快就會看到鍶的想法。但是，證明事實(shí)證明該情況非常困難。這一困難是由于我們對光譜的光譜學(xué)知識不完全所致。元素周期表中的重元素”，哥本哈根大學(xué)研究員喬納坦·塞爾辛(Jonatan Selsing)說，他是論文的主要作者。

GW170817的合并是對重力波的第五次檢測，這要?dú)w功于NSF在美國的激光干涉儀引力波天文臺(LIGO)和意大利的處女座干涉儀。這次合并位于銀河系NGC 4993中，是第一個，也是迄今為止唯一一個被地球上的望遠(yuǎn)鏡探測到的可見波對應(yīng)的引力波源。

隨著LIGO，處女座和VLT的共同努力，我們還沒有中子的內(nèi)部運(yùn)作的最清晰的了解恒星和它們的爆炸性并購。