深入观察剧烈的中子星碰撞，寻找重元素的起源

Sn ii E1、M1和E2合成发射光谱与AT2017gfo后期(+7.4-10.4天)观测发射光谱的比较。为了清楚起见，观察到的和合成的光谱都进行了offset处理。呈现的合成光谱跨越了一个温度范围(T ∈ [2500，3500，4500] K)，并分别绘制为红色、橙色和蓝色曲线。Sn ii E1、M1和E2发射光谱分别以实线、虚线和点线绘制。没有对观察到的或合成的光谱进行换算。鸣谢:欧洲物理杂志D (2023)。uux.cn/DOI:10.1140/epjd/10053-023-00695-5

（神秘的地球uux.cn）据斯普林格：构成你最珍贵珠宝的黄金可能是在数百万或数十亿光年之外的两颗中子星之间的剧烈宇宙碰撞中锻造的。新的研究试图更好地理解这一过程。

宇宙中只有一个确定的地点能够产生足够极端的条件，启动宇宙中许多最重元素的生产过程，包括金、铂、铀——中子星合并。这些合并是迄今为止观察到的唯一能够产生难以置信的密度和温度来驱动快速中子俘获过程的事件。

在欧洲物理杂志D上的一篇新论文中，耶拿亥姆霍兹研究所的博士后研究员Andrey Bondarev，罗马的博士后研究员James Gillanders和他们的同事检查了kilonova AT2017gfo的光谱，通过寻找其禁止跃迁引起的光谱特征来调查伪造锡的存在。

“我们已经证明，精确的原子数据，特别是对于许多元素未知的禁磁偶极和电四极跃迁，对于基洛诺瓦分析非常重要，”Bondarev说。“通过计算单电离锡中的大量能级和它们之间的多极跃迁率，使用结合线性化耦合团簇和组态相互作用方法的方法，我们生成了可用于未来天体物理分析的原子数据集。”

该小组的研究表明，单电离锡的基态双重能级之间的磁偶极子跃迁导致基洛诺瓦发射光谱中一个突出的可观测特征。

“虽然这与AT2017gfo光谱中的任何显著特征都不匹配，但它仍然可以用作未来基洛诺瓦事件的探测器，”吉兰德解释道。“能够被明确识别的元素越多，我们就越接近理解这些不可思议的宇宙爆炸。”

该团队指出，kilonova事件只是最近观察到的现象，第一次光谱观测是在2017年才获得的。更好的原子数据，如这项研究中提供的数据，对于更好地理解与中子星合并相关的爆炸碰撞至关重要。

“我们希望我们的工作能够以某种方式促进我们对产生宇宙中最重元素的过程的理解，”吉兰德总结道。“我们渴望发现新的基洛诺瓦和相关的新的观察结果，这将使我们能够加深对这些事件的理解。”