钱德拉（Chandra）揭示了Cas A遗迹中元素的位置

时间：2021-07-15 10:52:10 来源：

一张新的钱德拉（Chandra）图像显示了一颗巨大恒星爆炸产生的几种元素的位置。超新星残留物及其产生的元素非常热-数百万度-并在X射线光下强烈发光。钱德拉（Chandra）敏锐的X射线视野使科学家能够确定这些关键元素（如Cas A农产品）的数量和位置。

地球上生命必不可少的大多数元素从何而来？答案是：在恒星的熔炉内以及标志着恒星生命终结的爆炸。

天文学家长期以来一直在研究爆炸的恒星及其残骸（被称为“超新星遗迹”），以便更好地准确了解恒星是如何产生的，然后传播在地球以及整个宇宙中观察到的许多元素。

由于其独特的进化状态，仙后座A（Cas A）是这些超新星遗迹中研究最深入的之一。美国宇航局钱德拉X射线天文台的一张新图片显示了爆炸遗留部分中不同元素的位置：硅（红色），硫（黄色），钙（绿色）和铁（紫色）。这些元素中的每一个都会在狭窄的能量范围内产生X射线，从而可以创建其位置的地图。爆炸产生的爆炸波被视为蓝色外环。

仙后座A中元素的位置。

钱德拉等X射线望远镜对于研究超新星遗迹及其产生的元素非常重要，因为这些事件会在爆炸后甚至数千年内产生极高的温度（数百万度）。这意味着，包括Cas A在内的许多超新星遗迹在X射线波长处的发光强度最高，而其他类型的望远镜则无法检测到。

钱德拉（Chandra）敏锐的X射线视野使天文学家可以收集有关Cas A等物体产生的元素的详细信息。例如，它们不仅能够识别存在的许多元素，而且还能识别出每个元素中有多少被逐出星际空间。

钱德拉（Chandra）的数据表明，产生Cas A的超新星产生了大量重要的宇宙成分。Cas A仅分散了约10,000地球质量的硫，就分散了约20,000地球质量的硅。Cas A中的铁的质量约为地球的70,000倍，天文学家探测到从Cas A喷射到太空的氧气价值高达一百万地球质量，大约相当于太阳质量的三倍。（即使氧气是Cas A中最丰富的元素，它的X射线发射也会散布在很宽的能量范围内，因此与该图中显示的其他元素不同，该图像无法隔离。）

除了这张新的钱德拉影像中显示的元素外，天文学家还发现了Cas A中的其他元素。还使用各种观察电磁光谱不同部分的望远镜检测了碳，氮，磷和氢。结合氧气的检测，这意味着在Cas A中可以找到制造具有遗传信息的分子DNA所需的所有元素。

氧气是人体中最丰富的元素（按质量计约占65％），钙有助于形成和维持健康的骨骼和牙齿，铁是红细胞的重要组成部分，红细胞通过人体输送氧气。太阳系中的所有氧气来自爆炸的大质量恒星。大约一半的钙和大约40％的铁也来自这些爆炸，这些元素的其余部分由较小质量的白矮星爆炸提供。

尽管不确定确切日期（PDF），但许多专家认为，造成Cas A的恒星爆炸发生在地球时间范围内的1680年左右。天文学家估计，这颗被注定的恒星大约是太阳爆炸前质量的五倍。据估计，这颗恒星的生命质量约为太阳的16倍，而在爆炸发生几十万年前，它因猛烈的风将恒星吹掉而损失了其质量的三分之二。

在恒星生命的早期，它开始通过称为“核合成”的过程将其核心中的氢和氦融合为更重的元素。越来越重的元素的融合所产生的能量使恒星克服了重力。这些反应一直持续到它们在恒星芯中形成铁为止。在这一点上，进一步的核合成将消耗而不是产生能量，因此引力随后使恒星内爆并形成了被称为中子星的致密恒星芯。