“宇宙炼金术”曝光 中子星相撞制重金属 金戒指来自外太空?

撰文: 黎耀康
出版:更新:

继3名研究重力波的科学家获得诺贝尔物理学奖后,天文学领域再迎来另一项重大喜讯。科学家透过设于美国的“镭射干涉仪重力波观测站”(简称LIGO)及意大利的处女座重力波探测器(Virgo),首次成功探测中子星相撞现象发出的重力波。研究发现,中子星相撞时,会触发强烈核反应,其巨大能量足以造出金、银等重金属,它们最终沉淀在行星或彗星表面,相信是各类重金属的起源。参与研究的卡迪夫大学重力物理学系主任萨顿(Patrick Sutton)形容,人们手上所戴结婚戒指中的黄金,很可能来自50亿年或更久以前的中子星。

两颗中子星相撞的构想图片。(LIGO官方网站)

科学家相信氧、碳等较重的元素,是由恒星中心的核反应形成,但即使是最大型的行星,也只能产生在元素周期表排第26的铁,远远不足以解释其他更重型元素出现的原因。科学家其后推测,更重的元素可能由超新星爆炸或中子星相撞而产生,但一直未能证实。

中子星相撞后释出的重力波及光线构想图。(LIGO官方网站)

相撞后2秒 现伽㐷射线蓝光

今年8月17日,科学家在距离地球约1.3亿光年的NGC4993星系,透过LIGO发现两颗质量与太阳相若的中子星互相靠近,继而相撞并释出重力波。美国太空总署(NASA)望远镜不足2秒钟后,再在相同地点探测到蓝光,相信是伽㐷射线,哈勃太空望远镜亦有类似发现,蓝光约一天多后变成红光,约3周后完全消失。

科学家随后分析中子星相撞时发出的光线,发现当中存在金、银及铂的化学特质,总质量是地球的1,300倍。

中子星相撞模拟片段:

中子星结构紧密 一茶匙大重10亿吨

中子星是由大型恒星演变而成,当恒星中心在生命末期塌陷,释出的质子及电子有可能形成中子星。中子星结构紧密,估计一茶匙大小的中子星质量已相当于10亿公吨,是太阳的1.5倍。虽然中子星并非恒星,但仍然拥有极高的温度及放射性,磁场亦非常强烈。

英国华威大学(University of Warwick)博士莱曼(Joe Lyman)指出,中子星相撞可归类为千倍新星(Kilonova)爆发,即由极强烈核反应引发的光线,中子星的灰烬中往往存在金、铂或铀等重金属元素。由于中子星发出的伽㐷射线距离地球甚远,估计对人类没有威胁。

LIGO执行董事莱特茨(David Reitze)等科学家周一(10月16日)召开记者会,公开中子星相撞的重力波发现。(美联社)

科学家:来自星星的黄金

这次是LIGO第5次成功探测重力波,但由于首4次探测是由黑洞相撞造成,因此科学家未能发现光线,无法进一步分析。

科学家周一(10月16日)召开记者会公布研究结果,LIGO执行董事莱特茨(David Reitze)形容今次发现奇妙,证实中子星相撞能引致重金属形成,更拿出祖父遗下的怀表,笑称表中的黄金很可能来自中子星。

(综合报道)