超新星爆发物质构成人类骨骼

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【大纪元2020年08月17日讯】(大纪元记者笛睿编译)一份新研究发现,宇宙中一半的钙元素,包括构成我们人类牙齿和骨骼的钙元素,都来自于超新星爆发。这种超新星爆发非常罕见,所以科学家直到近期才第一次对它们仔细研究。

首个含钙量极高的超新星事件

2005年科学家发现的一个超新星事件,改变了科学家对宇宙的看法,以及地球上钙元素的来源。这个超新星事件产生了大量的钙元素。

那个事件是一颗低质量的白矮星爆发。白矮星是恒星的质量压缩到只有行星大小的范围内形成的产物,内部压力很大。

这颗白矮星在维持着自身压力平衡的情况下,还在向其旁边的伴星吸收大量的氦气。白矮星对氦气的保有量存在一个上限——大约是太阳质量的1.4倍。

超过极限后白矮星将产生剧烈的冲击波,将摧毁恒星,发出的亮光在1亿光年之外的地球上都能侦测到。

科学家计算得出,这个爆发事件的喷发物中有一半是钙元素,是一种特别的超新星类型。

通过X射线观测揭示了其成因

这份近期发表在《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal)上的研究的负责人——美国西北大学(Northwestern University)的雅各布森-加兰(Wynn Jacobson-Galan)说:“这种富含钙元素的超新星事件太罕见了,我们以前都不知道它们的成因。”

他们选择了另一个富含钙元素的超新星事件SN 2019ehk进行研究,认为它的前身很可能是一颗白矮星,或是一颗低质量的巨星。它位于梅西耶100(Messier 100)螺旋星系。

这份研究第一次通过X射线图像的分析,揭示了这类超新星事件产生钙元素的过程。

他们发现,这是当一颗紧凑型恒星在生命接近终点的阶段,外面的气体层脱落,星体内部的物质与主要含氦和氢的外层撞击,达到近10万华氏度的高温。这个撞击过程发生快速的化学反应,产生钙元素。

科学家把SN 2019ehk爆发及其后续反应的事件称为“瞬态事件”,即状态变化很快的事件。

研究者之一天文物理学家马尔古蒂(Raffaella Margutti)说,观测时机是关键。“在瞬态事件中,我们必须在它们消失之前快速发现它们。以前没有人通过X射线进行观测。Daichi(加州大学圣塔芭芭拉分校的学生)发现一些异常现象,提醒我们关注看似X射线的奇怪特征。我们看了照片后发现里面有东西,它比预期的亮很多。以前没有理论预测,富含钙元素的瞬态事件在X射线波段是如此明亮。”

借助夏威夷凯克天文台(W.M Keck Observatory)的观测,这个研究组发现,SN 2019ehk是有史以来发现的单次爆发钙元素最多的事件。◇

责任编辑:朱涵儒

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