來自歷史耀斑和過去觀察的新證據表明，這些磁性怪物可能在星系化學中發揮比以前認為的更大的作用，甚至可能影響行星和生命的形成。磁星耀斑可能是金和鈾等重元素的宇宙工廠。

一項引人注目的新研究表明，磁星爆發可能是宇宙中一些最珍貴元素的來源，包括金、鉑和鈾。

幾十年來，科學家們對這些重元素的來源只有一些理論。但通過深入研究數十年前的望遠鏡數據，研究人員現在估計，我們銀河系中多達10%的重元素可能是由磁星（超新星爆炸后留下的超高密度磁性殘留物）噴發而出的。

磁星是一種罕見的中子星，是大質量恒星爆炸后留下的超壓縮核心。它們密度極高，體積極小，卻蘊藏著足以扭曲原子的磁能。

“中子星是一種非常奇特、密度極高的天體，以其巨大而強大的磁場而聞名，”湯普森說。“它們很接近黑洞，但實際上不是。”雖然重元素的起源長期以來一直是個謎，但科學家們知道它們只能在特殊條件下通過一種稱為 r 過程（或快速中子俘獲過程）的方法形成，這是一組獨特而復雜的核反應。

2017 年，科學家們探測到兩顆超高密度中子星的碰撞，見證了這一過程。美國宇航局的望遠鏡、激光干涉引力波天文臺 ( LIGO )和其他儀器捕捉到了這一事件，首次提供了重金屬是由天體力量產生的直接證據。

但進一步的證據表明，可能需要其他機制來解釋所有這些元素，因為中子星碰撞在早期宇宙中可能無法足夠快地產生重元素。根據這項新研究，基于這些線索，湯普森和他的同事們認識到，強大的磁星耀斑確實可以作為重元素的潛在噴射源，這一發現得到了20年前對SGR 1806-20的觀測證實。SGR 1806-20是一次非常明亮的磁星耀斑，以至于對該事件的一些測量只能通過研究其在月球上的反射來實現。

通過分析此次磁星耀斑事件，研究人員確定，新生成元素的放射性衰變與他們對磁星耀斑噴射重r過程元素后釋放能量的時間和類型的理論預測相符。研究人員還推測，磁星耀斑會產生重宇宙射線，這是一種極高速粒子，其物理起源尚不清楚。

“我喜歡關于系統如何運作、新發現如何運作以及宇宙如何運作的新想法，”湯普森說。“這就是為什么這樣的結果真的令人興奮。”

該研究最近發表在《天體物理學雜志快報》上。

磁星可能為星系化學演化提供獨特的見解，包括系外行星系統的形成及其宜居性。磁星不僅會產生最終到達地球的金和銀等貴重金屬，而且引發磁星的超新星爆炸還會產生氧、碳和鐵等對許多其他更復雜的天體過程至關重要的元素。

“它們噴出的所有物質都會混入下一代行星和恒星，”湯普森說。“數十億年后，這些原子被整合成可能形成生命的物質。”

總而言之，這些發現對天體物理學有著深遠的影響，尤其是對研究重元素和快速射電暴（來自遙遠星系的短暫電磁無線電波）起源的科學家而言。了解物質如何從磁星中噴出，可以幫助科學家更深入地了解它們。

由于磁星耀斑稀少且持續時間短，觀測起來非常困難。目前的太空望遠鏡，例如詹姆斯·韋伯太空望遠鏡和哈勃望遠鏡，并不具備探測和研究其發射信號所需的專用能力。即使是像美國宇航局費米伽馬射線太空望遠鏡這樣更專業的天文臺，也只能觀測到鄰近星系伽馬射線閃光中最亮的部分。

相反，NASA 提出的一項任務——康普頓光譜儀和成像儀（COSI），可以通過勘測銀河系中巨型磁星耀斑等高能事件來支持該團隊的工作。雖然本世紀可能不會再發生像 SGR 1806-20 這樣的事件，但如果磁星耀斑真的在我們家附近爆發，COSI 可以用來更好地識別其爆發產生的單個元素，并幫助該研究團隊驗證他們關于宇宙中重元素來源的理論。

湯普森說：“我們正在對這個領域產生許多新想法，持續的觀察將會帶來更多偉大的聯系。”

編譯自/ScitechDaily