中子星碰撞形成的千新星爆炸金礦 _中子星

一個數(shù)值模擬的中子星之間的碰撞引發(fā)了千新星爆炸(圖片來源:I. Markin(波茨坦大學(xué)))
據(jù)美國太空網(wǎng)（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(rèn)為來自兩顆被稱為中子星的超密度死星碰撞時產(chǎn)生的劇烈條件。
中子星之間的碰撞還會在時空中產(chǎn)生稱為引力波的波紋，稱為伽馬射線爆發(fā)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(xiàn)在，一個科學(xué)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(xué)的研究人員，已經(jīng)使用一種先進(jìn)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(shù)據(jù) ，核物理計算和在地球粒子加速器中進(jìn)行的碰撞實(shí)驗(yàn)的發(fā)現(xiàn) 。
這項(xiàng)工作可能有助于更好地理解超密度死星撞擊在一起時產(chǎn)生的奇異和動蕩的環(huán)境，從而創(chuàng)造出科學(xué)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于分析物質(zhì)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，以及中子星合并期間重元素的形成程度，”團(tuán)隊(duì)成員、馬克斯·普朗克引力物理研究所科學(xué)家蒂姆·迪特里希在一份聲明中說。
作為極端宇宙實(shí)驗(yàn)室的中子星碰撞
當(dāng)大質(zhì)量恒星達(dá)到其核心核聚變?nèi)剂系臉O限時，中子星就誕生了。這導(dǎo)致核心迅速坍縮，同時恒星的外層被旋離，留下一個質(zhì)量為太陽質(zhì)量一到兩倍的物體，其寬度相當(dāng)于地球上的一個城市，約12英里(20公里) 。
因此，構(gòu)成中子星的物質(zhì)密度如此之大，以至于一塊方糖大小的物質(zhì)被帶到地球時，重量相當(dāng)于3000座帝國大廈或整個人類。這種死亡的恒星物質(zhì)也很特別，因?yàn)樗缓凶樱凶邮峭ǔＥc質(zhì)子一起被鎖在原子核中的粒子。
當(dāng)中子星碰撞時，這種富含中子的物質(zhì)被噴射到太空中。這創(chuàng)造了一個充滿自由中子的環(huán)境，這些中子可以很快被其他原子吸收，產(chǎn)生超出元素周期表限制的非常重的元素——科學(xué)家稱之為“快速捕獲過程”或“r過程” 。
這些元素不穩(wěn)定，會衰變?yōu)榉€(wěn)定的重元素，如金和鈾。這種衰變伴隨著電磁輻射的發(fā)射——這種光形成了千新星閃光。
這意味著研究中子星合并后發(fā)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(zhì)量的恒星的熾熱心臟中產(chǎn)生。
迄今為止，在其引力波和電磁輻射中，只記錄了一次收縮雙星系統(tǒng)中中子星的合并。
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(zhuǎn)在一起并合并，產(chǎn)生了2017年在地球上發(fā)現(xiàn)的信號。
該團(tuán)隊(duì)使用他們的軟件創(chuàng)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后幾個螺旋的引力波，碰撞發(fā)生時發(fā)射的伽馬射線爆發(fā)，以及合并發(fā)生后幾天到幾年間周圍環(huán)境發(fā)射的千新星輻射組成。
“通過同時連貫地分析數(shù)據(jù) ，我們得到了更精確的結(jié)果，”小組成員、烏特勒支大學(xué)科學(xué)家彼得·t·h·龐說。
這使得該團(tuán)隊(duì)能夠精確地詳細(xì)描述發(fā)生在1.3億年前的中子星合并過程中發(fā)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(tuán)隊(duì)開發(fā)的模型應(yīng)該適用于詳細(xì)描述其他中子星碰撞時發(fā)生的事件。
這項(xiàng)研究將得到加強(qiáng)，因?yàn)槲挥诿绹募す飧缮鎯x引力波天文臺(LIGO)、位于意大利的處女座和位于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(yùn)行之前得到升級，這些觀測運(yùn)行將“聽到”中子星碰撞在時空中發(fā)出的更多波紋。

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