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藝術家印像中的兩顆中子星合併,這個過程可能發生在 350-450 萬年前離地球很近的地方。
圖片來源:華威大學/Mark Garlick(抄送4.0)
在海洋沉積物中發現的持久放射性同位素被認為是附近超新星活動的指標。然而,根據提交給《天文物理學雜誌快報》的一份尚未經過同行評審的預印本,在一種情況下,可能涉及到一些更奇特的東西。
在其一生中,恆星將氫轉化為氦,最終變成其他輕元素,如氧和碳。然而,較重的元素需要恆星死亡。超新星是最常見的重元素來源,爆炸將它們播散到大片空間,並融入新形成的行星。然而,我們現在逐漸認識到,許多重元素只有在更罕見的事件中才會大量形成,特別是,現在稱為。
恆星爆炸中形成的元素之一是鐵。普通鐵 Fe-54、56、57 或 58 不具有放射性,因此我們不知道其產生的時間。地核主要由鐵組成,可能來自發生的超新星。然而,Fe-60 會經歷緩慢的放射性衰變,半衰期為 260 萬年。任何數十億年前產生的東西早已不復存在。因此,當地質學家在沉積物中發現 Fe-60 的痕跡時,他們將其歸因於一些物質定居在地球上。
然而,鈽244的發現更難解釋。鈽是一種錒系元素,預印本指出“據信是在罕見事件中合成的,例如特殊類別的超新星或涉及至少一顆中子星的雙星合併。”
特倫託大學博士生 Leonardo Chiesa 及其同事正在嘗試了解什麼樣的事件可以解釋 3-4 百萬年前沉積物中同時存在 Pu-244 和 Fe-60。
其他人查看了相同的數據並得出結論,肯定在同一時間發生了多個事件,其產品變得如此混合,我們無法區分它們。然而,團隊認為,先前的分析並沒有正確模擬碰撞的可能性,其大小足以產生碰撞還沒大到足以塌陷成黑洞。
他們說,在這種情況下,產生的金屬將透過兩個過程擴散:動力風噴射物和螺旋波風噴射物。它們會以不同的方式分佈放射性元素,從而產生兩個事件的外觀。
作者得出結論,兩顆中子星在 350 至 450 萬年前合併,距離地球 350-660 光年。鈽主要是在動力噴射物受到中子轟擊時形成的,但鐵是螺旋波風的產物。為了微調他們的模型,他們研究了半衰期在 190 至 3380 萬年之間的其他八種重元素同位素的豐度。
作者認為,許多中子星合併都導致了這種過程的組合,而且可能超過一半,這遠非需要一系列不可能的情況。我們見過的千新星很少,我們沒有人口樣本來測試這一點,但可以說,如果我們能夠接受千新星距離地球如此之近的可能性,那麼具有這些特定特徵的千新星也不是特別不可能。
該模型還要求地球處於與碰撞有關的正確位置,到達我們的物質來自緯度 30 到 50 之間,這表明由此產生的噴射流與我們相距很遠。這顯然進一步限制了可能性,但可能仍然比距離和時間都很接近的兩起獨立的恆星爆炸更合理,其中一次爆炸比普通的超新星更奇特。
如果事件發生得更近,後果可能是災難性的。 36光年左右的千新星可以。然而,由於這個距離,對地球的干擾很小。開始在非洲紮根的類人猿生物可能會看著天空,思考一週前還不存在的比任何熟悉的星星都亮的光芒。然而,大多數情況下,他們沿著大約一百萬年後將引領他們的後代的道路不斷進化,那人站了起來,在世界大部分地區建立自己的地位。
該預印本尚未經過同行評審,可在ArXiv.org。
[H/T:今日宇宙]