一項新研究發現,數十億年前兩顆中子星相撞,可能產生了足夠多的黃金、鈾和其他質量相當于地球所有海洋的重元素。根據這項新研究,如果同樣的事件發生在今天,來自爆炸的光將照亮整個夜空,并可能對地球上的生命造成災難性影響。研究表明,元素周期表上的黃金和其他比鐵重的元素,有很多是在中子星碰撞后的災難性后果中誕生。中子星是超新星爆炸后遺留下來的超中子星核心。研究報告的主要作者、佛羅里達大學的天體物理學家伊姆雷·巴托斯(Imre Bartos)說: 第一次直接探測到中子星與中子星的合并發生在1.3億光年之外,這聽起來似乎是一個很大的距離,但比預期的要近得多。這讓我和同事們開始思考,這樣的事情離我們有多近,它們會發生在太陽系附近嗎?研究人員分析了來自遠古隕石的數據,這些隕石的起源可以追溯到46億年前形成的早期太陽系。研究人員把重點放在隕石中殘留的放射性同位素痕跡上,這些放射性同位素很可能是中子星與中子星碰撞后產生(元素的同位素中子數不同)。 中子星與恒星合并所產生那種相對壽命較短的放射性同位素,在太陽系中已不復存在。然而,之前的研究推斷出,隨著時間推移,這些同位素衰變后會產生什么副產品。科學家們分析了古代隕石中這些副產品的豐度,以便推斷它們是什么時候產生,從而推斷它們的母體同位素可能是什么時候進入太陽系的。還開發了銀河系的計算機模型,以觀察哪里可能發生了中子星與中子星的碰撞,從而為太陽系播下了這些同位素的種子。 研究人員發現,太陽系中大量的重元素很可能源自一次中子星與中子星的碰撞,那次碰撞發生在太陽系誕生前約8000萬年。基于這次合并所產生的大量物質,研究人員認為這次合并發生在距離最終形成太陽系的氣體云和塵埃約1000光年的地方(相比之下,銀河系的直徑約為10萬光年)。沒有想到,在太陽系早期發現的重元素中,有一種元素會占絕大部分。這個古老的中子星合并為太陽系提供大約11億億噸重元素,在我們每個人身體中,都會發現這些元素,大多數在生命必不可少的碘的形式。 其他現象可以在元素周期表上產生比鐵更重的元素,比如被稱為超新星的恒星爆炸。然而,這將產生不同模式的元素比在古代隕石看到。如果這次中子星與恒星的合并發生在今天離地球同樣距離的地方,研究人員發現,至少它會比所有夜空加起來還要亮——像被擠進一點的新月那么亮。在白天,它會非常明亮,比除了太陽以外的任何東西都要亮,大概要持續一個星期。然而,如果地球不幸地面對由這次中子星碰撞引起的黑洞兩極,這將被證明是一場災難。 合并發生后不久,新生黑洞的兩極將爆發一次巨大的爆炸,被稱為伽馬暴。雖然它只會持續大約一秒鐘,但“伽馬暴所釋放的能量將超過太陽在其整個生命周期中所釋放的能量。如果這種爆發產生的伽馬射線擊中地球,它們會被上層大氣吸收,產生紫外線。附近的伽馬射線爆發將導致大規模滅絕,幸運的是,在銀河系中,雙中子星的合并大約每10萬年才會發生一次,而在附近發生的合并則不那么頻繁,所以我們不會馬上面臨任何危險,其研究發表在《自然》上。
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