【2025年04月30日訊】（記者陳俊村報導）黃金等貴重金屬因為稀有而價格昂貴，成為人們投資和收藏的主要標的之一。當你在欣賞閃閃發光的黃金時，是否曾想過，地球上乃至整個宇宙中的這種金屬從何而來？
據美國國家航空航天局（NASA）網站4月29日報導，自宇宙大爆炸發生以來，初期宇宙中就存在氫、氦和少量的鋰。後來，包括鐵在內的一些較重元素在恆星中形成。但令天文學家不解的一個謎團是——第一批比鐵重的元素（例如金）是如何產生並分布在整個宇宙中的？
在哥倫比亞大學（Columbia University）博士生帕特爾（Anirudh Patel）所主導的一項研究中，研究人員利用NASA和歐洲太空總署（ESA）的望遠鏡在20年前所觀測的資料，發現了大量重元素的驚人來源的證據——它們來自高度磁化的中子星（稱為磁星）的閃焰（flare）。
研究人員估計，磁星的巨型閃焰可能貢獻該星系中比鐵重的元素總豐度的10%。由於磁星在宇宙歷史中存在得相對較早，第一批黃金可能是經由這種方式形成的。
這項研究的報告撰寫人之一、路易斯安那州立大學（Louisiana State University）天體物理學家伯恩斯（Eric Burns）表示，該研究藉由幾乎被遺忘的檔案資料解開了一個謎團。
磁星如何形成黃金等較重元素？
中子星是恆星在爆炸後坍縮的核心。它們的密度非常大，一茶匙的中子星物質，就重達十億噸。而磁星是一種具有超強磁場的中子星。
在很罕見的情況下，磁星在經歷「星震」時會釋放出大量的高能量輻射。就像地球上的地震一樣，這會破壞磁星的地殼。星震也可能與磁星的強烈輻射爆發（巨型閃焰）有關，這種爆發甚至會影響地球大氣層。
帕特爾與同事一直在思考，磁星的巨型閃焰如何形成重元素。他們認為，這可能經由中子將較輕的原子核打造成較重的原子核這樣的「迅速過程」來實現。
在元素周期表中，原子核內的質子數會決定元素的性質——原子序數，擁有同一原子序數的原子屬於同一化學元素。比如說，氫有一個質子，氦有兩個，鋰有三個。原子核內也有中子，它不會影響原子的特性，但會增加質量。
有時候，當原子捕獲一個額外的中子時，原子就會變得不穩定，進而發生核衰變過程，將中子轉化為質子，使原子在元素周期表上向前移動。例如，金原子可以吸收額外的中子，然後轉變為水銀（汞）。
在中子星分裂的獨特環境中，中子的密度極高，甚至會發生更奇怪的事情——單個原子快速捕獲大量中子，以至於它們經歷多次衰變，從而轉變成鈾等更重的元素。
天文學家在2017年觀測到兩顆中子星發生碰撞，並證實此一事件可能產生了金、鉑和其它重元素。但中子星碰撞這樣的事件在宇宙歷史上發生得太晚了，無法解釋最早的金和其它重元素從何而來。因此，天文學家推斷磁星也是重元素形成的來源。
研究人員在檢視2004年所觀測到的磁星巨型閃焰資料時發現，當時偵測到的伽瑪射線訊號與重元素在磁星巨型閃焰中產生並分布時的樣子相互對應，進而支持了他們的論點。
NASA即將推出的康普頓成像光譜儀（Compton Spectrometer and Imager，COSI）任務可以跟進這些分析結果。這座廣角伽馬射線太空望遠鏡將於2027年發射升空，用於研究宇宙中的能量現象，例如磁星巨型閃焰。
研究人員也將跟進其它檔案資料，看看其它磁星巨型閃焰的觀測結果中是否隱藏著其它祕密。
上述研究成果於4月29日發表在《天文物理期刊通訊》（The Astrophysical Journal Letters）上。
