伸出你的手,握紧拳头,再松开。这一个简单的动作,离不开你体内一种关键的元素:钾。

夜安赏世界 2025-12-09 16:07:20

伸出你的手,握紧拳头,再松开。这一个简单的动作,离不开你体内一种关键的元素:钾。它负责维持你的神经信号传导,控制肌肉收缩,让你的心脏保持规律的跳动。但你可能没想过,流淌在血液里的这些钾原子,最初是在哪里被锻造出来的?最近,科学家在距离地球11000光年的地方,终于找到了确凿的答案。那是仙后座A(Cas A),天文学家眼中的“明星”天体。大约340年前,一颗大质量恒星在那里走到生命尽头,燃料耗尽,核心坍缩,继而引发了一场狂暴的超新星爆炸。恒星的碎片被抛向四面八方,形成了一团跨度约10光年的壮丽云气。对于天文学家来说,这里就是宇宙的“元素工厂”。以前,我们通过NASA的“钱德拉”X射线天文台,已经在这个残骸里看到了大量的铁、硅和硫。这些都是大质量恒星爆炸时的常见产物,就像是工厂里堆积如山的主力产品,显眼且容易辨认。但是,像钾和氯这样对生命至关重要、但在宇宙中相对稀缺的元素,一直像躲在迷雾里的幽灵,难以捉摸。科学家知道它们一定在那里,因为恒星内部的核聚变理论告诉我们要有这些东西,但由于缺乏高精度的探测数据,很难看清它们究竟藏在残骸的哪个角落,更别提搞清楚它们是怎么被制造出来的了。直到去年12月,一位拥有“超级视力”的新探员登场了。这就是由JAXA主导、NASA参与合作的XRISM(X射线成像和光谱任务)卫星。它搭载了一台名为“Resolve”的仪器,分辨率和灵敏度极高。通过这双锐利的“眼睛”,科学家第一次在仙后座A的残骸中,清晰地捕捉到了氯和钾的X射线信号。数据不仅证实了这些元素的存在,还揭示了一个令人意外的现象:这些钾元素的分布非常不均匀。它们并没有像吹气球一样均匀地散开,而是集中出现在残骸的东南部和北部。这个发现修正了我们对恒星死亡过程的想象。教科书上常把恒星内部结构画成完美的“洋葱”——不同元素一层包裹一层,互不干扰。但XRISM的数据暗示,这颗恒星在爆炸前,内部的核聚变层就已经乱套了。可能在它生命的最后时刻,核心发生了剧烈的动荡,像搅拌机一样把内部物质搅得天翻地覆,形成了巨大的不对称结构。正是这种混乱和动荡,创造了适合钾、氯等元素大量生成的极端条件。这意味着,恒星并不总是安静地燃烧,哪怕在死神降临之前,它们也在剧烈挣扎、翻涌。而正是这种恒星临死前的“挣扎”和最终的不对称爆炸,将那些稀有的、构成生命的种子撒向了宇宙深处。XRISM的这项研究刚刚发表在《自然·天文学》上。它不仅帮我们搞清了恒星爆炸的物理机制,更完成了一次跨越百亿公里的溯源:那些曾经在高温高压下剧烈翻滚的恒星尘埃,经过亿万年的漂泊,成为了驱动你此刻心跳的那一部分力量。~~~~~~图为XRISM 卫星对仙后座 A 的观测,绿色方块显示在遗迹的东南部和北部发现了大量的钾元素,而黄色方块显示西部的钾信号较弱。图源:NASA's Goddard Space Flight Center信源:Chlorine and potassium enrichment in the Cassiopeia A supernova remnant, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02714-4

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