一次猛烈的恒星爆炸，意外揭开了生命起源的秘密配方

氯和钾就属于这一类元素。它们被归类为奇Z元素——即质子数为奇数的元素——对生命和行星的形成都至关重要。然而，当前模型显示，恒星产生的氯和钾仅约为天文学家在宇宙中实际观测到的十分之一，这构成了一个长期存在的科学难题。

XRISM提供研究超新星遗迹的新方法

这种认知上的差距促使京都大学和明治大学的研究人员调查超新星遗迹是否可能隐藏着缺失的线索。他们利用XRISM——即X射线成像和光谱任务（X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission）的缩写，这是日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）于2023年发射的X射线卫星——收集了银河系中仙后座A超新星遗迹的高分辨率X射线光谱数据。

为实现这一目标，研究团队依靠XRISM上的Resolve微热量计仪器。该设备提供的能量分辨率大约是早期X射线探测器的十倍，这使研究人员能够捕捉到与稀有元素相关的微弱发射线。在收集仙后座A的数据后，他们将测量到的氯和钾的含量与几种关于超新星如何产生元素的理论模型进行了比较。

超新星产生与生命相关元素的证据

结果显示，氯和钾的X射线发射线清晰可见，其水平远高于标准模型的预期。这标志着首次通过观测证实，单颗超新星能够产生足够数量的这些元素，与天文学家在宇宙中观测到的量相匹配。研究人员认为，大质量恒星内部的强烈混合——可能由快速旋转、双星相互作用或壳层合并事件驱动——可以极大地增加这些元素的产量。

“当我们第一次看到Resolve的数据时，我检测到了在发射前从未预料到的元素。用我们参与研发的卫星取得这样的发现，作为研究人员我感到由衷的喜悦，”通讯作者佐藤俊树（Toshiki Sato）说。

深入了解恒星如何塑造生命的基石

这些发现表明，生命必需的化学组成成分是在恒星内部深处的极端条件下形成的，与后来生命出现的环境截然不同。这项研究还展示了高精度X射线光谱学在揭示恒星内部运作过程方面已变得多么强大。

“我很高兴我们能够开始理解爆炸恒星内部正在发生的事情，即使只是略有进展，”通讯作者内田裕之（Hiroyuki Uchida）说。

理解恒星演化的下一步

研究团队计划继续利用XRISM研究更多的超新星遗迹，以确定在仙后座A中发现的氯和钾含量升高是大质量恒星的普遍特征，还是该特定遗迹所独有的。这将有助于揭示此处发现的内部混合过程是否是恒星演化的普遍特征。

“地球和生命是如何诞生的，这是每个人至少思考过一次的永恒问题。我们的研究只揭示了这个宏大故事的一小部分，但能为此做出贡献，我感到无比荣幸，”通讯作者松永海（Kai Matsunaga）说。