超新星爆發物質構成人類骨骼

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【大紀元2020年08月17日訊】(大紀元記者笛睿編譯)一份新研究發現,宇宙中一半的鈣元素,包括構成我們人類牙齒和骨骼的鈣元素,都來自於超新星爆發。這種超新星爆發非常罕見,所以科學家直到近期才第一次對它們仔細研究。

首個含鈣量極高的超新星事件

2005年科學家發現的一個超新星事件,改變了科學家對宇宙的看法,以及地球上鈣元素的來源。這個超新星事件產生了大量的鈣元素。

那個事件是一顆低質量的白矮星爆發。白矮星是恆星的質量壓縮到只有行星大小的範圍內形成的產物,內部壓力很大。

這顆白矮星在維持著自身壓力平衡的情況下,還在向其旁邊的伴星吸收大量的氦氣。白矮星對氦氣的保有量存在一個上限——大約是太陽質量的1.4倍。

超過極限後白矮星將產生劇烈的衝擊波,將摧毀恆星,發出的亮光在1億光年之外的地球上都能偵測到。

科學家計算得出,這個爆發事件的噴發物中有一半是鈣元素,是一種特別的超新星類型。

通過X射線觀測揭示了其成因

這份近期發表在《天體物理學雜誌》(The Astrophysical Journal)上的研究的負責人——美國西北大學(Northwestern University)的雅各布森-加蘭(Wynn Jacobson-Galan)說:「這種富含鈣元素的超新星事件太罕見了,我們以前都不知道它們的成因。」

他們選擇了另一個富含鈣元素的超新星事件SN 2019ehk進行研究,認為它的前身很可能是一顆白矮星,或是一顆低質量的巨星。它位於梅西耶100(Messier 100)螺旋星系。

這份研究第一次通過X射線圖像的分析,揭示了這類超新星事件產生鈣元素的過程。

他們發現,這是當一顆緊湊型恆星在生命接近終點的階段,外面的氣體層脫落,星體內部的物質與主要含氦和氫的外層撞擊,達到近10萬華氏度的高溫。這個撞擊過程發生快速的化學反應,產生鈣元素。

科學家把SN 2019ehk爆發及其後續反應的事件稱為「瞬態事件」,即狀態變化很快的事件。

研究者之一天文物理學家馬爾古蒂(Raffaella Margutti)說,觀測時機是關鍵。「在瞬態事件中,我們必須在它們消失之前快速發現它們。以前沒有人通過X射線進行觀測。Daichi(加州大學聖塔芭芭拉分校的學生)發現一些異常現象,提醒我們關注看似X射線的奇怪特徵。我們看了照片後發現裡面有東西,它比預期的亮很多。以前沒有理論預測,富含鈣元素的瞬態事件在X射線波段是如此明亮。」

藉助夏威夷凱克天文臺(W.M Keck Observatory)的觀測,這個研究組發現,SN 2019ehk是有史以來發現的單次爆發鈣元素最多的事件。◇

責任編輯:朱涵儒

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