當仙后座A爆炸時,釋放出了氧、氫,以及製造DNA所需的其他元素。


↑↑↑↑↑X光不只能照骨折。透過觀測超新星殘骸散發的X光,太空望遠鏡看見了這些美麗的圖像。

在數十億年前,地球尚未形成之際,我們的太陽系就是從大規模超新星爆炸所釋放出的氣體成分中誕生。

換句話說,恆星爆炸時所留下的超新星殘骸,就包含了生命的基本組成元素。這也就是為什麼科學家要研究超新星(像是著名的仙后座A),以更了解宇宙的組成成分。

仙后座A超新星殘骸位在仙后座內,距離我們有1萬1000光年遠。繞著地球運轉的美國航太總署(NASA)錢卓X射線天文臺(Chandra X-Ray Observatory)拍攝了這個天體的影像,讓我們知道這些元素是如何散布的。

在上面的影片中,科學家以紅色表示矽、黃色表示硫、綠色表示鈣、紫色表示鐵。仙后座A殘骸最亮的波段就在X射線,因此我們用錢卓望遠鏡來觀測這個波段,並且利用顏色來強調表現出這些肉眼無法看到的輻射。

科學家認為仙后座A是在1680年爆炸的1。爆炸發生時,釋放出大量的各種元素。根據美國航太總署公布的資料,氧的豐度比其他元素高非常多。而且氧元素在不同能量的分布很廣,這讓研究人員能夠在模擬時複製氧的狀態。

如果以質量來計算的話,爆炸所釋放的氧氣有100萬個地球質量,這大約是我們太陽質量的三倍。

天文學家也利用偵測不同電磁頻譜的望遠鏡,來測量超新星所釋放出的少量碳、氮、磷和氫。

NASA表示:「再加上偵測到的氧,這代表我們可以在仙后座A裡,找到所有製造DNA,也就是帶有遺傳訊息的分子,所需要的元素。」

雖然超新星爆炸可能提供了太陽系的大部分元素,但它並不是唯一的來源。進行天文觀測掃描和研究的團隊「史隆數位巡天」(Sloan Digital Sky Survey)計畫的部落格文章指出,白矮星爆炸、恆星合併、恆星死亡,和宇宙射線分裂,都會產生元素。

恆星之死,萬象之生

仙后座A在比較年輕時,就開始進行一種稱為「核合成」(nucleosynthesis)的過程。在這個過程中,恆星核心的氫和氦融合,產生更重的元素。核融合持續進行,直到內部形成很重的鐵核。小質量恆星比大質量恆星的壽命更長,像我們太陽這樣的恆星,持續進行氫融合的時間能夠長達約100億年。但當恆星開始消耗能量,而不是產生能量時,就會發生內爆2,形成中子星。

NASA表示,之後中子星會向外爆炸,有許多科學家正在深入研究這個複雜的過程。但最後被往內拉的物質,會轉變為其他的物質後被爆炸向外推。

撰文:Sarah Gibbens

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(本文的網頁首圖Photo Credit : NASA’s Chandra X-ray Observatory, Public Domain)