磁星爆發:0.5秒內「煉成」整顆行星重的黃金
2004年一場來自3萬光年外磁星的伽瑪射線爆發,如今被證實是宇宙中金、鉑等重元素的主要來源。這道比銀河系過往任何觀測都更耀眼的光芒,透過爆炸時的放射性衰變創造出珍貴重元素,改寫了人類對元素形成的認知,更暗示磁星可能是這些稀有物質(包括地球上的貴金屬)在宇宙中擴散的關鍵推手。
天體物理學長年未解的謎題之一,正是元素週期表上金、鉑等最重元素的起源。最輕的氫和氦誕生於宇宙大爆炸後不久;稍重的氧、鐵等元素則由恆星核心的核融合產生,並在超新星爆炸時散播至太空。但比鐵更重的元素,需要遠超普通恆星內部環境的極端條件才能形成。
哥倫比亞大學團隊最新研究顛覆傳統理論。由Brian Metzger教授與博士生Anirudh Patel領導的團隊發現,20年前那場著名的宇宙爆炸,可能在短短0.5秒內釋放超過太陽25萬年總和的能量,並產生大量重元素。Patel興奮表示:「比對理論模型與觀測資料後,我們確認2004年那場銀河系最亮爆炸,製造的重元素質量甚至超過火星!」
2004年12月27日,歐洲太空總署的INTEGRAL太空望遠鏡偵測到銀河系磁星SGR 1806-20釋放的極強伽瑪射線。磁星作為中子星的特殊型別,擁有比冰箱磁鐵強10兆倍以上的宇宙最強磁場。儘管距離地球3萬光年,這場巨焰的亮度仍足以影響地球大氣層上層。
研究團隊關鍵突破在於破解當年未解的「餘輝」之謎。Metzger解釋:「這些持續數小時的伽瑪射線,其實是磁星外殼核反應新生重元素放射性衰變的證據。」據估算,地球上至少10%的貴金屬可能源自磁星爆發,此發現讓Metzger感嘆:「想到婚戒上的鉑金可能誕生於如此劇烈的宇宙事件,實在令人敬畏。」
這項刊登於《天體物理學期刊通訊》的研究,不僅為重元素起源提供第二種確認途徑(首次為2017年觀測到的中子星合併),更開啟關於磁星在宇宙元素播種作用的新研究篇章。