高能與多信使天體物理
千新星
/ KILL-oh-noh-vah /
當兩顆中子星相撞,它們做的不只是發出重力波和一次伽馬射線暴——它們還把一團超緻密的恆星殘骸拋入太空,而這團殘骸會在此後數天到數週裡發光。這道正在消退的光的餘暉,大約比一顆普通新星亮一千倍,卻比一顆超新星暗,被稱為千新星。它是大自然最重元素熔爐之一冒出的、看得見的煙。
其中的物理是這樣的。中子星物質富含中子到了驚人的程度。當一次併合把其中一部分拋出去時,這些中子迅速黏附到原子核上——這就是所謂的 r 過程,「r」代表快速中子俘獲——堆疊出那些用其他方式很難製造的重元素:金、鉑、鑭系元素,等等。這些剛剛鑄成的元素具有放射性,它們的衰變加熱了膨脹中的雲,使之發光。重鑭系元素的存在,會在幾天裡讓光變紅、變暗,這正是千新星會從藍色向紅外消退的原因——一種天文學家能像讀收據一樣讀出「造了什麼」的顏色特徵。
千新星之所以重要,是因為它鎖定了宇宙大部分重元素的來源。結婚戒指裡的金、催化轉化器裡的鉑,極有可能就是在這樣的相撞中鍛造出來、撒遍太空、再聚入新生的世界的。2017 年的事件 GW170817 直接捕到了一次千新星,確認了 r 過程的圖景,並在單單一次被觀測到的事件中,把重力波、一次伽馬射線暴和重元素的起源串到了一起。
在 GW170817 之後,天文學家注視著它的千新星在大約兩週裡消退,起初發藍光,隨後隨著重鑭系元素的主導而轉為深紅。從這種顏色變化,他們估計這次併合單單在金和其他重元素上就拋出了大約相當於好幾個地球質量的物質。
中子星併合長達數天的輝光——放射性重元素在衰變中鍛造出金。
千新星不是一千顆超新星,而且比超新星暗得多——「千」指的是它大約比一顆普通新星亮一千倍。它的輝光由剛生成的重元素的放射性衰變供能,而不是靠持續的核融合。
又稱
另見