1.2004年12月，天文学家探测到一颗磁陀星SGR 1806–20释放出巨大耀发，释放的能量超过太阳百万年总和。
2.在耀发约10分钟后，天文学家又探测到来自这颗磁陀星的第二个、较弱的信号，持续数小时。
3.研究团队发现一种此前未知的重元素形成机制，可用于解释金、铂、铀等宇宙中最重的原子的起源。
4.计算表明，一颗磁陀星在一次巨大耀发中，就可能一次性合成出相当于27个“月球质量”的重元素。
5.此次发现是人类第二次直接观测到重元素形成的过程，对理解重元素起源具有重要意义。
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一个神秘的信号
2004年12月，天文学家探测到一束异常明亮的辐射。他们很快就锁定了其来源——一颗释放出巨大耀发的磁陀星：SGR 1806–20。
磁陀星是一类拥有超强磁场的中子星，其磁场强度可达地球的数万亿倍。虽然那次耀发仅持续了几秒钟，但它释放的能量却超过了太阳百万年所能释放的总和。奇特的是，在耀发约10分钟后，天文学家又探测到来自这颗磁陀星的第二个、较弱的信号，持续数小时。天文学家对这一信号的成因一直缺乏合理解释，成为天体物理学中的一个谜团。
在一项于近期发表的研究中，一个研究团队发现了一种此前未知的重元素形成机制，可用于解释金、铂、铀等宇宙中最重的原子的起源。他们的计算表明，一颗磁陀星在一次巨大耀发中，就可能一次性合成出相当于27个“月球质量”的重元素。而这个机制，恰好可用于解释20年前磁陀星耀发后出现的那个“神秘信号”。
宇宙中的重元素
我们日常所熟悉的许多元素，并非自宇宙诞生之初就存在。氢、氦和少量锂是在大爆炸中生成的，而几乎所有更重的元素，则都是在恒星内部或其剧烈死亡过程中逐步合成的。
对于较轻元素的起源，科学界已有了较为全面的理解；但对于那些比铁更重的元素（如金、铀、锶等）究竟如何形成，仍存在不少未解之处。当前研究表明，宇宙中这些比铁更重的元素中，大约有一半是通过快中子俘获过程（r过程）产生的。
r过程的发生需要充满大量自由中子的极端环境，而这类条件只在如超新星爆发、中子星并合等剧烈天体时间中。中子星是超新星爆发后留下的致密遗迹，其密度极高，一茶匙的中子星质量可超出10亿吨。
2017年，科学家通过观测，证实了两颗中子星碰撞并合，能提供合成r过程元素所需的富含自由中子的环境。这是科学家首次直接确认r过程的发生地点。
然而，仅靠中子星并合不足以解释目前观测到的r过程元素丰度。因此，一些科学家开始怀疑：磁陀星是否也是一个可能的来源？
磁陀星耀发
2024年，研究团队通过建模计算发现：磁陀星发生巨大耀发时，其壳中的物质可能被喷射到太空中，在那里创造出r过程所需的极端环境。计算还显示，在这些耀发中形成的不稳定重放射性原子核，可在随后衰变为金等稳定重元素，并同时释放出高能伽马射线。
令人惊讶的是，在新的研究中，研究人员发现，而这些伽马射线的特征——如能量分布、时间曲线等，与2004年SGR 1806–20耀发后出现的“第二次信号”高度吻合。多年来，这个几乎被遗忘的信号，如今被认为是金和铂等r过程重元素形成的直接证据。
金和其他重元素的新来源。（图片素材/Simons Foundation）
根据计算结果，2004年那次磁陀星耀发可能合成了大约2×10²⁴千克的r过程重元素——这相当于地球三分之一的质量。据此推算，银河系中约1%至10%的r过程元素可能来源于磁陀星耀发，其余则来自中子星并合。
r过程的未完成拼图
长期以来，磁陀星活动与r过程研究属于不同的研究领域，因此此前几乎没人将该信号与元素合成联系起来。目前，由于天文学家仅有一例磁陀星耀发和一例中子星并合事件被明确证实与r过程元素的形成相关，因此尚难判断二者的确切贡献比例。
若要进一步厘清这些比例，还需要观测到更多的磁陀星耀发事件所产生的信号。此外，研究人员也强调，不能排除还存在第三种、甚至第四种尚未被发现的r过程形成机制。
一次飞跃
这是人类第二次直接观测到重元素形成的过程，第一次是2017年的中子星并合。新发现不仅是对2004年“神秘信号”的一次成功追溯，更是我们理解重元素起源的一大飞跃。
更具意义的是，磁陀星耀发可能在银河系历史的早期就已发生，从而解释了为何在年轻星系中就已观测到丰富的重元素——远超出了仅有中子星并合所能解释的水平。磁陀星耀发或许就是缺失的那一环。