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古代中子星坠毁使足够的金和铀充满了地球海洋

科学家发现了数十亿年前两个超高密度中子星碰撞的证据。
科学家发现了数十亿年前两个超高密度中子星碰撞的证据。
图片:©NASA)

一项新的研究发现,数十亿年前两个中子星的碰撞,足以使质量相当于地球所有海洋的金,铀和其他重元素进入了太阳系。

这项新研究的研究人员说,如果今天发生同样的事件,爆炸的光线将使整个夜空黯淡无光,并有可能对地球上的生命造成灾难性影响。

最近的发现表明,元素周期表中比铁重的许多金和其他元素是在2000年灾难性后果之后诞生的。 碰撞中子星,这是超新星爆炸后留下的恒星的超致密核心。 

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研究的第一作者,盖恩斯维尔佛罗里达大学的天体物理学家伊姆雷·巴托斯(Imre Bartos)表示:“首次直接检测到的中子星合并发生在1.3亿光年远处,这听起来像很远,但比预期的要近得多。 - 天文空间站.com。 “这使我和我的同事考虑到此类事件可能发生在我们附近。它们是否会在太阳系附近发生?”

研究人员分析了古代陨石的先前数据,其起源可追溯到大约46亿年前形成的早期太阳系。他们集中研究了陨石中可能会产生中子星碰撞的放射性同位素的痕迹。 (元素的同位素中子数互不相同。)

中子星合并将产生的一种寿命相对较短的放射性同位素不再存在于太阳系中。但是,先前的工作推论了那些同位素随时间推移而衰减后会产生什么副产物。科学家分析了古代陨石中这些副产物的丰度,以便推断出它们的产生时间,以及它们的母体同位素何时可能进入太阳系。他们还开发了银河系的计算机模型,以查看可能发生中子星碰撞的地方,从而用这些同位素播种太阳系。

研究人员发现,太阳系中大量的重元素很可能是由一次中子星碰撞引起的,该碰撞发生在太阳系诞生前大约8000万年前。根据这次合并成功实现的材料量,他们建议这次合并发生在距离气体和尘埃云约1000光年的地方,最终形成了太阳系。 (相比之下,银河系的直径约为100,000光年。)

巴托斯说:“我们没想到一个事件会对早期太阳系中发现的大部分重元素造成影响。”

这项古老的中子星合并将为太阳系注入约11亿吨(10亿公吨)的这些重元素,从而“在我们每个人中,我们都会发现这些元素的睫毛,主要是在对生命至关重要的碘形式”,巴托斯 在声明中说.

其他现象可能会生成元素周期表中比铁重的元素,例如称为 超新星。不过,巴托斯说,这些元素会产生与古代陨石不同的元素模式。

如果今天中子星合并发生在距地球相同距离的地方, 研究人员发现 巴托斯说:“至少,它比夜空的总和还要明亮,就像新月被挤成一整点一样明亮。” “它白天会足够明亮,比太阳还要亮。它会持续约一周的时间。”

但是,如果地球不幸因这种中子星碰撞而面对黑洞的任一极,那将是一场灾难。合并发生后不久,新生的黑洞两极就会爆发出名为伽马射线爆炸的巨大爆炸。巴托斯说,尽管它只能持续大约一秒钟,但“伽马射线爆发所产生的能量将超过太阳在其整个生命周期中所辐射的能量。”

如果来自这种爆发的伽马射线撞击地球,它们将被高层大气吸收,产生紫外线。巴托斯说:“附近的伽马射线爆发将导致生物大灭绝。” “幸运的是,中子星合并大约仅在银河系中每100,000年发生一次,而附近发生的并购发生的频率则更低,因此我们绝不会立即面临任何危险。”

巴尔托斯说,科学家们现在希望调查过去中子星合并在银河系中发生的频率,并“了解它们如何影响银河系的演化”。

纽约哥伦比亚大学的Bartos和他的同事Szabolcs Marka详细介绍了 他们的发现 5月1日在线发表在《自然》杂志上。

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