宇宙炼金，实锤了！中国天眼发现最轻双中子星，你手里的黄金大多来源于它们的碰撞

最近，宇宙的朋友圈又更新了！中科院国家天文台通过“中国天眼”FAST之眸，窥见了一对迄今已知最轻盈的双中子星——PSR J1856−0039。成果于9月15日刊登于《物理评论快报》，并被选为重点推介论文。这对致密天体相依相绕，轨道周期仅2.36小时，质量不过2.488倍太阳质量，却刷新了人类认知的边界。

“寄蜉蝣于天地，渺沧海之一粟。”咱们杭州的老市长苏东坡在《赤壁赋》中借客人之口叹人生须臾，而这对星辰却以亿万年的缱绻书写着宇宙史诗。两颗中子星彼此环绕，向无垠深空辐射引力波。数万年之后，它们终将碰撞并合，在宇宙间绽放一场惊心动魄的烟火。而地球上我们所珍爱的黄金、铂金，那璀璨夺目的光芒，很大一部分正是诞生于这类宇宙级的壮烈相逢。

是的，想不到吧，我们腕间的一抹bling bling的金辉，竟是星辰亿万年前写给地球的一封情书。

这次发现的双中子星有什么特别之处，对宇宙来说意味着什么？i问科学联系上了华中师范大学物理科学与技术学院二级教授郑小平，他也是全国优秀博士论文指导教师、湖北省天文学会理事长、华中师范大学天体物理研究所所长、华中科技大学天文系主任，主要从事高能天体物理与核天体物理研究，重点关注中子星物态及引力波辐射。

很有意思的是，他的微信名就叫——中子星。

太阳够大了吧，但有些恒星比太阳大得多。到了晚年，燃料烧尽，它再也撑不住自身的引力，便会轰然爆炸——这就是超新星爆发。爆炸之后，如果核心没有散掉，就会被引力死死压住：在极端压力下，电子和质子被压成中子，整颗星几乎全由中子构成，所以叫“中子星”。

它有多大？直径只有十多公里，和一座城市差不多。可它有多重？质量约是太阳的1.4倍，有的甚至超过2倍。密度更是惊人：一立方厘米的中子星物质，重达数亿吨到十亿吨；一块方糖那么大的它，就相当于几十个西湖的湖水。

古人说“芥子纳须弥”，中子星正是把巨大质量塞进极小身躯的极端存在。

中子星转得极快。有的中子星每秒能转几百圈，磁场极强，辐射像灯塔的光束扫过太空。当这束光扫到地球，我们就看到它一闪一闪——这种会“眨眼”的中子星，就是脉冲星。

前面说了，脉冲星就是高速旋转的中子星。但并非所有中子星都能当“时钟”——只有那些自转稳得像一只强迫症小闹钟的，才有资格入选√。

中子星会从磁极方向射出射电束，像灯塔一样扫过宇宙。每当这束光扫到地球，FAST这只“大耳朵”就听见一声“滴”。有些毫秒脉冲星更是稳得能跟原子钟掰手腕。天文学家长期记录这些“滴答”声到达地球的时间，把许多脉冲星组成一个“宇宙合唱团”——这就是脉冲星计时阵，用来听低频引力波。

2023年，中国团队利用FAST监测57颗脉冲星，获得了纳赫兹引力波存在的关键证据，这是中国在这一领域的首次突破。未来，这套“时钟”还可能帮深空航天器导航。

恒星像一座巨大的炼炉，中子星是极致密的中子球。相撞时，大量富含中子的物质被甩向太空。原子核像饿嘴，疯狂吞中子，等吞够了，中子变成质子，元素身份改变，以铁为种子，一步步组装出金、铂等重金属。2017年，人类首次同时“听”到引力波、“看”到光，证实碰撞中确实诞生了大量重元素。

宇宙炼金，实锤了！

那金怎么到地球？它走了一条漫长的“宇宙物流”——中子星碰撞是“炼金炉”，星际云是“传送带”，太阳系是“收货地址”，地球是“仓库”，人类则是最后拿小勺子在仓库角落里挖金子的那批人。

特别说明一下，“宇宙炼金”炼的是元素，并不是金砖。金被撒进星际云，太阳系顺手收了一点，地球又把大部分锁进地核，人类从地壳里千淘万漉，才得到那一抹金光。

但金原子就是金原子，不管来自哪颗中子星，化学性质都一样。戴的金饰、电子元件里的金、航天器上的金膜，可能都含几十亿年前某次碰撞造出的原子。某种意义上，你戴的金饰，就是一场远古星辰碰撞的遥远回响。

中子星也有“体重底线”。这次FAST发现的双中子星系统里，伴星质量只有约1.19倍太阳质量，已经非常接近中子星理论上的最低门槛。再轻一些，它就很难维持中子星的状态，只能变成白矮星。

这类贴着生存底线的中子星很难寻找。

一方面，能诞生这类轻中子星的超新星爆发条件十分苛刻，在宇宙中本就稀少。另一方面，这颗天体的脉冲辐射本身很微弱，就像在嘈杂环境里分辨一根针落地的声响，很容易淹没在宇宙背景噪声之中。普通射电望远镜很难把这种微弱信号甄别出来。

也正因如此，这次FAST的发现才格外珍贵。古人说“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”，FAST就像在漫天噪声里淘金，终于把这条若隐若现的“宇宙心跳”捞了出来。它帮助天文学家摸到了中子星的“生存质量底线”，也为校验超新星爆发模型拿到了难得的观测样本。

众里寻他千百度。

这颗轻中子星，正是天文学家在宇宙灯火阑珊处找到的珍贵身影。

这组特殊的双中子星

是宇宙悄然递来的一间天然物理实验室

它以极端引力为墙

以极致密度为炉

让科学家得以亲眼窥见宇宙深处的法则

读懂恒星落幕的真相

丈量中子星的质量底线

并循着那一缕穿越亿万年的金色微光

继续追问——

黄金究竟诞生于哪一场星辰的壮烈相逢？

这是另一曲《天问》

等待着一代代科学家继续求索

对话科学家

郑小平

华中师范大学物理科学与技术学院二级教授，全国优秀博士论文指导教师、华中师范大学天体物理研究所所长、华中科技大学天文系主任，主要从事高能天体物理与核天体物理研究，重点关注中子星物态及引力波辐射。

图源：中国科学院国家天文台、中国地质调查局

橙柿互动·都市快报 记者 韩晓娟 黄盈

编辑 高欣奕

审核 张倩 金立鹏

校对 彭申蕾

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