詹姆斯·韋布望遠鏡解開宇宙最重元素起源之謎

詹姆斯·韋布空間望遠鏡以一次異常明亮的伽瑪射線爲引導,成功探測到了星際殘骸碰撞點附近的重元素碲,這一發現讓科學家們離解開宇宙中最重元素的起源更近了一步。

中子星是在恆星無法再進行核聚變並在自身引力下坍縮時形成的,形成的物質非常密集,一勺中子星物質的重量可達1000萬噸。當中子星相互碰撞時,這些極其緻密的物質會噴射到周圍環境中。這種物質富含自由中子,可以被原子捕獲,從而形成不穩定的原子,最終衰變成具有較多質子和中子的元素,即元素週期表中的重元素。這些元素的衰變還釋放出一股電磁輻射爆炸,被天文學家們稱爲“千新星”。

然而,這一過程的直接證據尚未被發現,部分原因是千新星非常罕見,而韋布望遠鏡的發現證實了這一證據。

在此之前,我們在一組千新星的研究數據中發現了鍶和釔的跡象,但這些元素相對較輕,擁有大約85到90個質子和中子。

韋布望遠鏡通過使用伽馬射線暴GRB 230307A作爲引導,首次探測到了中子星碰撞點附近的單一元素——碲。這次伽瑪射線暴於2023年3月首次被費米伽馬射線太空望遠鏡探測到,其輻射強度比通常探測到的伽瑪射線暴高1000倍,持續時間達200秒。

在爆炸的後期階段,隨着千新星的光線變爲紅外,它從地球上變得不可觀測,但對於韋布的高靈敏度紅外探測器來說,它卻是一個極好的目標。