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恆星爆發竟能「煉金」?磁星之謎改寫宇宙重元素起源

天文學家最新研究發現,宇宙中最珍貴的重金屬元素(如黃金與鉑金)竟可能源自磁星的劇烈爆發!這項突破性研究解開了2004年太空望遠鏡觀測到的神秘訊號之謎,更挑戰了過去認為「只有中子星碰撞才能產生重元素」的傳統認知。

紐約Flatiron研究所團隊在《天體物理學期刊通訊》發表論文指出,2004年觀測到的磁星(擁有超強磁場的中子星)爆發事件中,後續檢測到的次級訊號正是重元素形成的證據。據估算,這次爆發可能產生了相當於三分之一地球質量的重元素,其中包含大量黃金與鉑金。

「這是人類第二次直接觀測到重元素的形成現場」研究共同作者、哥倫比亞大學教授Brian Metzger強調。此前科學界僅在2017年觀測到中子星碰撞時確認過類似現象。這項發現意味著磁星爆發可能貢獻了銀河系中10%的重元素含量。

宇宙中的重元素主要透過「快中子捕獲過程」(r過程)形成,這種核反應需要極端環境提供大量自由中子。過去科學家認為只有超新星爆發或中子星碰撞能創造這種條件,但最新研究顯示,磁星爆發時從星殼噴發的物質同樣能觸發r過程。

研究團隊特別指出,這些重元素在形成初期會呈現放射性,衰變時會釋放伽瑪射線——這正好解釋了2004年磁星爆發10分鐘後出現的神秘訊號。「當我們比對模型與觀測資料時,發現兩者完美吻合」Metzger表示。

更驚人的是,磁星可能在宇宙早期就大量製造重元素。主要作者Anirudh Patel指出:「這解釋了為何年輕星系中的重元素含量,會超過單憑中子星碰撞所能產生的量。」研究估算,每次大型磁星爆發可產生約200萬億億公斤重元素,相當於火星的質量。

為進一步驗證理論,科學家正積極準備觀測更多磁星爆發事件。預計2027年發射的NASA康普頓光譜儀將是關鍵工具。「當伽瑪射線爆發被偵測到後,必須在10-15分鐘內用紫外線望遠鏡鎖定目標」Metzger解釋道。這場宇宙煉金術的追蹤行動,勢將改寫人類對元素起源的認知。