你牙齒和骨骼的前身，多半是宇宙中一顆垂死的「高鈣超新星」
2020-08-06 澎湃新聞澎湃新聞記者 虞涵棋
2年多前，全球各大望遠鏡一齊對準雙中子星併合，觀賞它們豪放地拋灑金、鉑等貴金屬。而組成我們牙齒和骨骼的鈣元素，又來自於浩瀚宇宙中的何處？
根據8月5日《天體物理學雜誌》（The Astrophysical Journal）上刊登的一篇論文，一顆富含鈣元素的超新星生命中的最後一個月以及最終的爆發過程遭到「圍觀」。科學家們估計，這類極其罕見的「高鈣超新星」爆發產生的鈣元素，佔到宇宙中鈣總量的一半。
論文作者來自15個國家，中國的興隆天文臺和麗江天文臺也參與其中，顯見這又是一場國際天文學界集體「看煙花」的盛會。
高鈣超新星
這顆名為SN 2019ehk的高鈣超新星位於5500萬光年外的M100螺旋星系，是一顆緻密的恆星，最有可能是一顆黯淡的白矮星或低質量恆星。這樣的話，我們就能解釋為什麼強大的哈勃望遠鏡在過去25年裡一直盯著M100，卻沒有發現過它。
一個由美國西北大學領導的研究小組無前例地用X射線成像技術研究了超新星事件。原來，超新星在生命的最後階段會釋放出外層氣體。恆星一旦爆炸，它自身的物質與外殼中鬆散的物質發生碰撞，發出明亮的X射線。這些X射線的特徵能告訴科學家產生了哪些物質，距離有多少。
上述極高溫、極高壓的過程中發生了一系列化學和物理反應，鈣元素從而誕生。西北大學物理和天文學助理教授拉斐拉·馬格蒂（Raffaella Margutti）解釋道，恆星爆炸是為了釋放能量，而產生鈣就是一種有效的釋放能量的方式。
利用夏威夷凱克天文臺的低解析度成像光譜儀（LRIS），研究人員發現這顆超新星爆發釋放出的鈣量為有史以來單一天體物理事件之最。
要知道，雖然所有的鈣都來自於恆星，但一般的恆星只會在一生中通過燃燒氦緩慢地產生少量鈣，高鈣超新星卻能在幾秒鐘內大規模生產。這些鈣被拋灑到星系空間中，參與行星的形成過程。因此，我們人類牙齒和骨骼裡的鈣元素，很可能就起源於這樣的高鈣超新星。
快來看天上「下鈣」
雖然天上「下鈣」聽起來不如「下金子」一樣具有誘惑力，但SN 2019ehk被發現的背後同樣有個萬眾矚目的故事。
2019年4月，最早是業餘天文愛好者Joel Shepherd發現了這一個明亮的橙色圓點，並立即向天文界報告。
M100星系裡可能有一顆超新星！這個消息很快傳開，全球範圍內的著名望遠鏡都轉向觀測這個天體。僅僅10小時後，這顆超新星就被鎖定了。
天體現象瞬息萬變，大家都要趕在現象消失之前發現有趣的點。不過，一開始沒人想到去研究它的X射線。馬格蒂回憶道，加州大學聖巴巴拉分校的研究生平田大一最早提醒他們，超新星發出的類似X射線的東西有點奇怪。研究小組隨後意識到，裡面確實有新東西。以前從沒有理論預測過，富含鈣的瞬變在X射線波段會如此明亮。
這類突發事件代表著未來天體物理的一個重要研究方向。為此，望遠鏡設備需要升級得更靈活、更高效，能更快地鎖定目標。
馬格蒂感嘆道，要不是爆發，人類可能永遠都不知道這顆高鈣恆星存在過。
責任編輯：李躍群
校對：張亮亮
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