在最早阶段,宇宙主要由氢和氦组成。构成我们今天周围宇宙的所有其他较重元素都是随着时间的推移而产生的,人们认为它们主要是在恒星内产生的。恒星在聚变过程中在内部产生重元素,当这些恒星到达生命终点时,它们可能会爆炸成超新星,将这些元素散布到它们周围的环境中。
这就是重元素(如铁)的产生方式。但对于最重的元素,这个过程被认为是不同的。它们不是在恒星核心内产生的,而是在极端环境中产生的,例如恒星合并,当巨大的力量创造出极其密集的环境,从而形成新元素时。
现在,詹姆斯·韦伯太空望远镜首次探测到恒星合并过程中产生的一些重元素。研究人员使用这台望远镜观察了千新星的影响,千新星是两颗中子星合并时发生的巨大能量喷发。该事件产生了特别明亮的伽马射线爆发,使研究人员能够归零并确定合并的位置。

韦伯观察到碲元素被千新星喷射出来,这很可能是在合并过程中产生的。尽管科学家们长期以来一直认为这就是重元素的产生方式,但这是第一次观察到这样的直接证据,因为千新星是罕见且短暂的事件。伽马射线暴 GRB 230307A 的特殊亮度是帮助定位这一事件的关键。
英国伯明翰大学这项研究的合著者本·冈佩茨 (Ben Gompertz) 表示:“韦伯提供了惊人的推动力,甚至可能发现更重的元素。” “随着我们获得更频繁的观测,模型将会改进,频谱可能会随着时间的推移而进一步发展。韦伯无疑打开了做更多事情的大门,它的能力将彻底改变我们对宇宙的理解。”
该研究发表在《自然》杂志上。