钱德拉（Chandra）揭示了Cas A遗迹中元素的位置

一张新的钱德拉（Chandra）图像显示了一颗巨大恒星爆炸产生的几种元素的位置。超新星残留物及其产生的元素非常热-数百万度-并在X射线光下强烈发光。钱德拉（Chandra）敏锐的X射线视野使科学家能够确定这些关键元素（如Cas A农产品）的数量和位置。

地球上生命必不可少的大多数元素从何而来？答案是：在恒星的熔炉内以及标志着恒星生命终结的爆炸。

天文学家长期以来一直在研究爆炸的恒星及其残骸（被称为“超新星遗迹”），以便更好地准确了解恒星是如何产生的，然后传播在地球以及整个宇宙中观察到的许多元素。

由于其独特的进化状态，仙后座A（Cas A）是这些超新星遗迹中研究最深入的之一。美国宇航局钱德拉X射线天文台的一张新图片显示了爆炸遗留部分中不同元素的位置：硅（红色），硫（黄色），钙（绿色）和铁（紫色）。这些元素中的每一个都会在狭窄的能量范围内产生X射线，从而可以创建其位置的地图。爆炸产生的爆炸波被视为蓝色外环。

仙后座A中元素的位置。

钱德拉等X射线望远镜对于研究超新星遗迹及其产生的元素非常重要，因为这些事件会在爆炸后甚至数千年内产生极高的温度（数百万度）。这意味着，包括Cas A在内的许多超新星遗迹在X射线波长处的发光强度最高，而其他类型的望远镜则无法检测到。

钱德拉（Chandra）敏锐的X射线视野使天文学家可以收集有关Cas A等物体产生的元素的详细信息。例如，它们不仅能够识别存在的许多元素，而且还能识别出每个元素中有多少被逐出星际空间。

钱德拉（Chandra）的数据表明，产生Cas A的超新星产生了大量重要的宇宙成分。Cas A仅分散了约10,000地球质量的硫，就分散了约20,000地球质量的硅。Cas A中的铁的质量约为地球的70,000倍，天文学家探测到从Cas A喷射到太空的氧气价值高达一百万地球质量，大约相当于太阳质量的三倍。（即使氧气是Cas A中最丰富的元素，它的X射线发射也会散布在很宽的能量范围内，因此与该图中显示的其他元素不同，该图像无法隔离。）

除了这张新的钱德拉影像中显示的元素外，天文学家还发现了Cas A中的其他元素。还使用各种观察电磁光谱不同部分的望远镜检测了碳，氮，磷和氢。结合氧气的检测，这意味着在Cas A中可以找到制造具有遗传信息的分子DNA所需的所有元素。

氧气是人体中最丰富的元素（按质量计约占65％），钙有助于形成和维持健康的骨骼和牙齿，铁是红细胞的重要组成部分，红细胞通过人体输送氧气。太阳系中的所有氧气来自爆炸的大质量恒星。大约一半的钙和大约40％的铁也​​来自这些爆炸，这些元素的其余部分由较小质量的白矮星爆炸提供。

尽管不确定确切日期（PDF），但许多专家认为，造成Cas A的恒星爆炸发生在地球时间范围内的1680年左右。天文学家估计，这颗被注定的恒星大约是太阳爆炸前质量的五倍。据估计，这颗恒星的生命质量约为太阳的16倍，而在爆炸发生几十万年前，它因猛烈的风将恒星吹掉而损失了其质量的三分之二。

在恒星生命的早期，它开始通过称为“核合成”的过程将其核心中的氢和氦融合为更重的元素。越来越重的元素的融合所产生的能量使恒星克服了重力。这些反应一直持续到它们在恒星芯中形成铁为止。在这一点上，进一步的核合成将消耗而不是产生能量，因此引力随后使恒星内爆并形成了被称为中子星的致密恒星芯。

超新星前：当它接近其演化的尽头时，恒星内部核聚变产生的重元素集中到恒星的中心。插图

内爆之后产生大规模爆炸的确切方法是复杂的，并且是一个深入研究的课题，但最终中子星外的降落物质由于进一步的核反应而被转化，因为超新星爆炸将其向外排出。

自从1999年望远镜发射升空以来，钱德拉就反复观察了卡萨A。不同的数据集揭示了有关Cas A中的中子星，爆炸细节以及碎片如何喷射到太空的细节的新信息。

NASA位于阿拉巴马州汉斯维尔的马歇尔太空飞行中心负责管理NASA华盛顿州科学任务局的Chandra计划。位于马萨诸塞州剑桥市的史密森尼天体物理天文台控制着钱德拉的科学和飞行业务。

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