詹姆斯·韦伯太空望远镜发现中子星间的剧烈碰撞

（奇点天文dprenvip.com）据美国太空网（罗伯特·李）：利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)，天文学家追踪到了一次异常明亮的伽马射线爆发(GRB)的源头，即两颗中子星之间的剧烈碰撞。

你手指上的戒指可能含有像这样在中子星碰撞中锻造的原子，也被称为“基洛诺瓦”这是因为，除了爆发出持续时间长的伽马射线外，基洛诺瓦被认为是宇宙中最重元素的形成场所，这些元素无法在恒星中心的核熔炉中合成。

这些元素理论上是由一种称为“中子俘获”或r-过程的机制产生的，这种机制允许原子核俘获中子，产生新的更重的元素，包括金、铂和铀。r过程只能在极端和剧烈的条件下进行，例如在碰撞的中子星周围发现的那些条件。

两个中子星碰撞并合并的插图，这一事件被称为基洛诺瓦。(图片来源:罗宾·迪内尔/卡内基科学研究所)

这是JWST第一次被用来检测这种事件的排放，强大的太空望远镜也能够检测到爆炸事件中形成的重元素的特征。特别是，该团队看到了重元素碲和镧系元素——一组比铅重的15种金属——的产生的证据。

“这些观察表明，伽马射线暴中的核合成可以在广泛的原子质量范围内产生r过程元素，并在整个宇宙的重元素核合成中发挥核心作用，”该团队在一篇详细介绍他们发现的论文中写道。

由荷兰拉德布大学教授安德鲁·莱万领导的研究小组追踪GRB到它的基洛诺瓦源头，这本身也是非同寻常的。它被命名为GRB 230307A，最初由美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜于2023年3月7日探测到，是有史以来第二亮的GRB。

GRB持续了大约34秒，并被多个其他望远镜发现，这使得天文学家可以通过三角测量将其定位到其源头。哥伦比亚大学的团队成员布莱恩·梅茨格(Brian Metzger)周四(7月6日)在一系列推特上讨论了这项成就。

“在Andrew Levan领导的工作中，我们首次探测到了基洛诺瓦辐射！)与JWST，后一个GRB，”梅茨格写道。“也许最大的情节转折是:有史以来第二亮的GRB持续了半分钟，即伴随着r-process生产的第二次‘长’爆发。很可能是中子星合并，但它挑战了我们关于中央引擎应该“喷射”多久的想法。”

JWST观测了基洛诺瓦两次，第一次是在GRB后29天，第二次是在辐射爆发后61天，两次观测之间亮度的快速衰减和从蓝色到红色的过渡暗示了它的基洛诺瓦性质。

该小组在基洛诺瓦附近发现了几个明亮的星系，它们可能是这次中子星碰撞的发源地，因此也是GRB 230307A的来源。他们最喜欢的是这些星系中最亮的一个，它距离地球大约830万光年，与GRB源相差大约13万光年。

除了光以外，基洛诺瓦也可能在另一种类型的发射中被发现。中子星的碰撞导致时空结构以引力波的形式“环行”。这些涟漪可以在地球上通过激光干涉引力波天文台这样的探测器探测到——但是当GRB 230307A发光时，LIGO并不活跃。该设施当时正处于为期三年的关闭之中，正在接受升级以使其更加敏感，直到2023年5月才重新上线。

该团队的发现还处于早期阶段，目前正在接受同行评审，然后将发表在期刊上。该论文的初始版本发布在研究资源库arXiv上，可能会进行修订。