2019 年 05 月 06 日 

過去，科學家不清楚宇宙中的重金屬金、鈾來自何方，直到 2 年前我們確認起源自雙中子星碰撞。現在，科學家透過模擬發現 46 億年前，確實曾有 2 顆中子星在太陽系附近「會車」暴力碰撞，從而為地球帶來金、鉑、鈾等這些珍貴的重金屬。

我們知道，週期表中最輕、宇宙中含量最多的兩種元素氫與氦，來自大爆炸最初 20 分鐘的「太初核合成（ BBN ）」過程，其他自然存在的元素都是之後經自然核合成產生，比如恆星核合成；但是根據能量守恆定律，恆星核合成也只能生成元素週期表中介於氦～鐵、鎳之間的較輕元素，比鐵還重的元素如金、銀、鉑、鈾等，起源便一直不清楚。

直到 2017 年，天文學家們宣布發現雙中子星碰撞並釋放重力波的大事件，除了近一步鞏固愛因斯坦理論外，還順道加碼解決了宇宙三大懸案：元素週期表中重金屬的來源、伽瑪射線暴的起源、以及千新星（ kilonova ）事件起源。

天文學家在雙中子星碰撞的後續研究中證實，兩顆中子星撞擊合併後會引發一連串「快中子捕獲過程（或稱 R-過程）」，生成更重的元素，自此，超新星爆炸和中子星合併都被認定為 R-過程重元素的潛在來源。

換句話說，地球上的重金屬不是來自超新星爆炸，就是來自雙中子星撞擊，究竟是哪種事件帶來球上物以稀為貴的金、銀？由於超新星爆炸發生頻率較高，雙中子星碰撞每百萬年則只會出現幾次，當我們回顧過去時，如果發現重金屬元素的含量變化平平穩穩，則應該是來自超新星爆炸；如果重金屬元素含量在某一時期忽然出現高峰，則應該來自罕見的雙中子星碰撞。

現在，哥倫比亞大學天體物理學家 Szabolcs Márka 、佛羅里達大學天體物理學家 Imre Bartos 團隊，從太陽系的古老隕石樣本中收集數據進行計算模擬，發現重金屬元素豐度在太陽系形成前約 8,000 萬年忽然飆升，據推斷應該是單一事件，表明距離現今太陽系約 1,000 光年處，曾有兩顆中子星暴力會車，產生重金屬。

也許，你手上的金製結婚戒指約有 10 毫克就形成自 46 億年前。科學家下一步希望重新升級完畢的 LIGO 、 Virgo 重力波天文台，可以發現更多中子星碰撞事件，以幫助建立更完善的模型。最近， LIGO 、 Virgo 釋出了可能發現中子星和黑洞碰撞之重力波的消息，或許又是天文界一大重彈。新論文發表在《自然》（ Nature ）期刊。

• Scientists Locate Neutron Star Collision That Could Have Created Our Solar System’s Plutonium
• Two Neutron Stars Collided Near the Solar System Billions of Years Ago
• Nearby collision of two neutron stars sprinkled our solar system with precious heavy elements

（首圖來源：LIGO）

原文網址： https://technews.tw/2019/05/06/neutron-star-solar-system-gold-silver-bbn/