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宇宙黄金工厂：一颗千新星产生的超重元素质量相当于地球的1000倍

时间：2023-08-09 08:55:06 来源：cnBeta

一个国际科学家小组从附近的一个星系中探测到了一个异常强大的伽马射线暴（GRB 211211A），它与中子星合并有关。该伽马射线暴因红外光过多而引人注目，它被证明源于千新星，千新星被认为是中子星碰撞时发生的一种事件。

艺术家对 GRB 211211A 的印象。科学家们将这个来自附近星系的不寻常伽马射线暴与中子星合并联系起来。图片来源：Soheb Mandhai @TheAstroPhoenix

2021 年 12 月，NASA 的尼尔-盖尔斯-斯威夫特天文台和费米伽马射线太空望远镜探测到了这一事件，这是一次伽马射线暴--一种能量巨大的爆炸，可持续几毫秒到几小时不等。

(资料图)

这次伽马射线暴被命名为 GRB 211211A，持续了大约一分钟--这是一次相对较长的爆炸，通常预示着一颗大质量恒星坍缩为超新星。但这次事件包含了过量的红外光，而且比经典的超新星要暗淡得多，消逝得也更快，这暗示着发生了一些不同的事情。

新发现和新研究

在最近发表在《自然》杂志上的一项研究中，一个国际科学家小组表明，在爆发中探测到的红外光来自一颗千新星。这是一种罕见的事件，被认为是中子星或中子星与黑洞碰撞时产生的，会产生金和铂等重元素。迄今为止，这些被称为千新星的事件只与持续时间小于两秒的伽马射线暴有关。

这项工作由美国西北大学的吉利安-拉斯蒂内贾德（Jillian Rastinejad）与英国伯明翰大学、莱斯特大学和荷兰拉德布德大学的物理学家共同领导。

研究结果的意义

伯明翰大学副教授马特-尼科尔（Matt Nicholl）博士建立了千新星发射模型。"我们发现，这一次事件产生的超重元素质量约为地球质量的 1000 倍。这支持了这些千新星是宇宙中主要黄金工厂的观点。"

尽管多达10%的长伽马射线暴被怀疑是由中子星或中子星与黑洞的合并引起的，但此前还没有确定的证据--以千新星的形式--被发现。

莱斯特大学博士后研究员加文-兰姆博士解释说："伽马射线暴之后会出现持续数天的余辉。这些余辉的行为方式非常有特点，通过对它们进行建模，我们可以揭示出任何额外的发射成分，比如超新星或千新星。"

GRB 211211A 的意义和启示

GRB 211211A 产生的千新星是在没有引力波的情况下发现的最接近的千新星，对于即将于 2023 年开始的引力波观测运行具有令人兴奋的意义。它靠近一个只有 10 亿光年远的邻近星系，使科学家们有机会以前所未有的方式详细研究合并的特性。

伯明翰大学助理教授本杰明-贡珀兹（Benjamin Gompertz）博士在《自然-天文学》（Nature Astronomy）杂志上发表了同一合作项目的相关论文，介绍了其中的一些特性。

研究小组特别确定了以几乎光速飞行并导致伽马射线暴的高能电子射流是如何随时间变化的。研究结果表明，这种喷流的冷却是导致伽玛射线暴长期发射的原因。

在论文中，研究小组还描述了对GRB 211211A的近距离观测如何为其他以前无法解释的伽马射线暴提供迷人的洞察力，这些伽马射线暴似乎与标准解释不符。

Gompertz 博士说："这是一个了不起的伽马射线暴。我们预计合并不会持续超过两秒钟。但不知为什么，这一次的喷射却持续了将近一分钟。这种行为有可能是由一颗持续时间较长的中子星造成的，但我们也不能排除我们看到的是一颗中子星被黑洞撕裂。"

"研究更多此类事件将帮助我们确定哪一个才是正确答案，而我们从GRB 211211A中获得的详细信息对于这种解释将是非常宝贵的"。

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