磁星爆發可能是宇宙中黃金等重元素的來源

宇宙大爆炸後，初期只有氫、氦和微量的鋰元素。後來，恆星內部產生了鐵等較重的元素。但天文物理學最大的謎團之一是：比鐵更重的元素，例如黃金，是如何形成並散佈到整個宇宙的？哥倫比亞大學等機構的天文學家最新研究發現，磁星一次爆發就能產生相當於27個月球質量的重元素。

數十年來，科學家對於黃金、鈾和鉑等自然界最重元素的來源只有理論推測。如今研究人員重新檢視舊有觀測資料後估計，銀河系中高達10%的重元素可能來自高度磁化的中子星——也就是磁星——噴發的物質。

俄亥俄州立大學的託德·湯普森教授表示：「直到最近，天文學家都忽略了磁星（超新星爆炸後的殘骸）在早期星系形成中可能扮演的角色。中子星是極端緻密的天體，以擁有超強磁場聞名，它們幾乎就是黑洞，但還不是。」

科學家早就知道，重元素只能透過所謂的「快中子捕獲過程」（r-process）在特殊條件下形成。2017年觀測到兩顆中子星相撞時，首次直接見證了這個過程。但後續證據顯示，單靠中子星碰撞可能無法解釋早期宇宙中所有重元素的來源。

湯普森教授團隊發現，強大的磁星爆發可能是重元素的潛在來源。這個發現得到20年前觀測到的SGR 1806-20磁星爆發資料支援。分析顯示，新生成元素的放射性衰變與磁星噴發重元素後釋放能量的理論預測完全吻合。

哥倫比亞大學的布萊恩·梅茲格教授說：「這是我們第二次直接看到這些元素形成的證據，第一次是中子星合併。這對理解重元素生成是重大突破。」該校博士生阿尼魯德·帕特爾也表示：「想到我們身邊的重元素，比如手機和電腦中的貴金屬，都來自這些極端環境，實在令人驚嘆。」

研究團隊還提出理論，認為磁星爆發會產生重宇宙射線——這些超高能粒子的物理起源至今仍是謎。湯普森教授說：「我熱愛探索系統運作、新發現和宇宙運作的新理論，這就是為什麼這樣的研究結果如此令人興奮。」

這項研究成果已發表在《天體物理學期刊通訊》。