孕育太阳系的那次中子星碰撞到底发生在多久以前_风闻

原创：牧夫天文

文章来源：NASA/戈达德太空飞行中心

原作：Nola Taylor Redd

翻译：黄雪妮

校译：牧夫天文校对组

编排：王招君

原文链接：

https://www.space.com/neutron-star-crash-age-formed-solar-system.html

一位艺术家对即将发生碰撞的中子星的艺术描绘

来源：NASA/戈达德太空飞行中心

天文学家正在寻找为地球提供了重金属的那次中子星碰撞的遗迹。

当中子星合并时，它们会向周围喷出大量的物质，这些物质会演变成为恒星的一部分。现在，科学家们正试图通过追踪那些被抛出的原始放射性物质产生的元素，来找到孕育我们太阳系的那次中子星碰撞。通过这种追踪，他们认为那次中子星碰撞发生在我们太阳系诞生前一亿年，距离其诞生地一千光年远。

 “这已经很近了。” 该项目的首席科学家Szabolcs Marka说。“如果你抬头看到一个在一千光年之外的中子星合并，它将会照亮整个夜空。”

Marka和他的同事、佛罗里达大学的天体物理学家Imre Bartos利用太阳系形成初期的陨石追踪了这次碰撞。他们分析了这些岩石中的同位素。

首先，他们计算了早期太阳系中放射性同位素的数量;然后，将他们的测量结果与中子星合并产生的同位素数量进行比较。今年1月，Marka在檀香山召开的美国天文学会冬季会议上公布了他们的研究结果。

“我们的”中子星合并

宇宙中的重元素，如金、铂和钚，是在中子碰撞原子时形成的。在这样的碰撞中，中性的中子可以发射出带负电荷的电子，然后变成带正电荷的质子，从而改变原子的特性。

这个过程被称为快速中子捕获，它只会在最剧烈的爆炸中发生，如超新星和中子星合并。但科学家们仍在争论到底是哪一种极端事件导致了宇宙中大量的重元素的产生。

因此，Marka和Bartos转向研究古代的陨石，试图了解哪种事件孕育了早期太阳系。这些来自早期太阳系的岩石的内部是爆炸喷出的物质，尽管这些最初的元素具有放射性，并且迅速衰变，但是它们留下了过去的痕迹。

随着激光干涉引力波天文台(LIGO)开始用于探测中子星合并,科学家也开始用这个天文台来确定孕育太阳系的那次爆炸。

先前的研究估计，银河系中每50年左右就会发生一次超新星爆炸。LIGO的新观测表明，这个频率比先前估计的低得多，大约每10万年发生一次。太阳系中重元素的数量表明这些元素来源于附近发生的中子星碰撞但太阳系不处于发生地，因为发生地的重元素数量会更多一些。

“每个同位素都是一个从爆炸开始的计时表，”Marka说。通过研究这些物质被捕获时，每种同位素的数量，他们能够确定促使太阳系形成的那次中子星碰撞。“只有形成于同一个时间点时，它们同位素数量才会是一样的，”他说。研究表明，这一时刻发生在太阳系形成前大约1亿年，在天文时间尺度上是一眨眼的功夫。研究小组还根据它们在太阳系中的留下的物质的含量，计算出了这两颗中子星碰撞的地方离太阳系诞生地有一千光年远。

研究小组无法确定的是，这些重元素是从哪个方向进入太阳系的，如果能确定这个方向，从理论上讲可以让科学家定位那次碰撞的遗迹。问题是太阳自形成以来的45亿年里都没有静止不动过;相反，它一直在绕着银河系飞行。

那次爆炸孕育了一个恒星团，天文一直在试图找到这个恒星团里的恒星。Marka希望有一天，天文学家能找到那些姊妹星，以及促使太阳系形成的那次中子星碰撞的残留物。

Marka说这次发现让的团队有感而发甚至哭了。他说大家之所以会有这么强烈的情绪反应，是因为这次中子星的合并不单单是发生在宇宙中的某次事件，更重要的是它影响了我们每一个人。

“它不是遥不可及，虚无缥缈的，它是影响了我们的一次爆炸，”Marka说。

『天文时刻』 牧夫出品

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