天體物理學家揭開爆炸中子星輝光中電子之謎

在兩顆中子星碰撞形成黑洞後的放射性輝光裡，基本粒子的溫度已被觀測到。

這首次讓測量這些宇宙事件中的微觀物理性質變爲可能。

兩顆中子星的碰撞造就了迄今爲止觀測到的最小黑洞。

這場劇烈的宇宙碰撞除了產生黑洞，還形成了一個以接近光速膨脹的火球。

在接下來的日子裡，它的亮度相當於數億個太陽的亮度。

這個發光物體，即所謂的千新星，如此明亮的原因是爆炸中產生的重放射性元素衰變時釋放出大量輻射。

通過結合全球各地望遠鏡對千新星光線的測量，由尼爾斯·玻爾研究所的宇宙黎明中心領導的一個國際研究團隊，已接近爆炸的神秘本質，且更接近回答一個古老的天體物理問題：比鐵重的元素來自何處？

“這種天體物理爆炸的劇烈程度逐小時遞增，因此沒有一臺望遠鏡能夠追蹤其整個過程。地球的自轉使得單個望遠鏡對該事件的觀測角度受到阻擋。

“但通過結合來自澳大利亞、南非和哈勃太空望遠鏡的現有測量結果，我們能夠非常詳細地追蹤其發展。我們表明，整體所呈現的內容超出了各個數據集之和，”尼爾斯·玻爾研究所的博士生阿爾伯特·斯內彭（Albert Sneppen）說道，他是這項新研究的負責人。

在碰撞剛剛發生之後，破碎的恆星物質溫度高達數十億度。比太陽中心還要熱一千倍，與大爆炸後僅一秒鐘的宇宙溫度相當。

這種極端的溫度致使電子不附着於原子核，而是在所謂的電離等離子體中漂浮。

電子“四處飛舞”。但在隨後的瞬間、分鐘、小時和日子裡，恆星物質冷卻，情形就如同大爆炸後的整個宇宙。

大爆炸 37 萬年後，宇宙冷卻得足夠充分，電子能夠附着在原子核上，形成第一批原子。光如今能夠在宇宙中自由傳播，原因是其不再受到自由電子的阻攔。

這意味着在宇宙歷史中，我們所能看到的最早的光便是這種所謂的“宇宙背景輻射”——一片片的光，構成了夜空那遙遠的背景。在爆炸產生的恆星物質中，如今能夠觀察到電子與原子核統一的類似過程。

其中一個具體的結果是對像鍶和釔這樣的重元素的觀測。它們很容易被檢測到，但很可能還有許多我們不確定來源的其他重元素也是在爆炸中形成的。

“我們現在能夠看到原子核與電子在後光中結合的那一刻。”

“我們首次目睹了原子的形成，能夠測量物質的溫度，還能看到這種遙遠爆炸中的微觀物理學現象。”

“這就好比從四面八方欣賞環繞着我們的三種宇宙背景輻射，不過在這裡，我們是從外部看到了所有情況。我們看到了原子誕生前、誕生時以及誕生後的時刻。”

“物質膨脹的速度如此之快，規模增長得這般迅速，以至於光需要花費數小時才能穿過爆炸。”

“在離我們較近的地方，電子已經和原子核結合，但在另一邊，也就是新生黑洞的遠端，‘現在’依舊只是未來。”