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　　一种先进的新型三维(3D)计算机模拟了两颗中子星合并后发出的光，产生了与观测到的千新星相似的光谱特征序列。“我们的模拟和对kilonova AT2017gfo的观测之间前所未有的一致表明，我们大致了解了爆炸及其后果中发生的事情，”GSI/FAIR的科学家、《天体物理学杂志快报》(The Astrophysical Journal Letters)上发表的论文的主要作者卢克·辛格斯(Luke Shingles)说。最近结合引力波和可见光的观测表明，中子星合并是这种元素产生的主要场所。这项研究是由GSI Helmholtzzentrum f

　　r Schwerionenforschung和贝尔法斯特女王大学的科学家进行的。

　　从中子星合并中喷射出的物质中，电子、离子和光子之间的相互作用决定了我们可以通过望远镜看到的光。这些过程和发射的光可以用计算机模拟辐射传输来模拟。研究人员最近首次制作了一个三维模拟，该模拟自一致地遵循中子星合并，中子捕获核合成，放射性衰变沉积的能量，以及重元素数千万原子跃迁的辐射转移。

　　作为一个三维模型，观测到的光可以预测任何观看方向。当几乎垂直于两颗中子星的轨道平面观察时(正如观测证据表明的那样)，该模型预测的光谱分布序列与观测到的AT2017gfo非常相似。“这一领域的研究将帮助我们了解比铁更重的元素(如铂和金)的起源，这些元素主要是由中子星合并中的快速中子捕获过程产生的，”Shingles说。

　　大约一半比铁重的元素是在极端温度和中子密度的环境中产生的，当两颗中子星相互合并时就会产生。当它们最终螺旋向彼此靠近并合并时，由此产生的爆炸导致具有适当条件的物质喷射，通过一系列中子捕获和β衰变产生不稳定的富含中子的重核。这些原子核衰变到稳定状态，释放出能量，为爆炸性的“千新星”瞬态提供能量，这是一种明亮的光发射，在大约一周内迅速消失。

　　3D模拟结合了物理学的几个领域，包括高密度物质的行为，不稳定重核的性质，以及重元素的原子-光相互作用。进一步的挑战仍然存在，例如计算光谱分布变化的速率，以及描述后期抛射的物质。这一领域的未来进展将提高我们预测和理解光谱特征的精度，并将进一步加深我们对重元素合成条件的理解。这些模型的一个基本要素是FAIR设施将提供的高质量原子和核实验数据。