長蛇座南部發生了一場大命案，而在 1 億 3,000 萬光年之外的地球，天文學家們為死者留下的禮物歡欣鼓舞
天文學家在 10 月 16 日宣布，他們目睹並聽見一對死去的恆星相撞。在浩瀚宇宙裡，大多數的金與銀都經此暴烈的過程而生，這起天文事件讓科學家們首次得以一窺其貌。
我們稱之為千倍新星（kilonova）的恆星撞擊事件擾動了宇宙，這起案件發生在距離我們 1 億 3,000 萬光年的長蛇座南部地帶，撞擊迸發的火花在全宇宙四射。在 8 月 17 日，撞擊事件觸動了太空和地球的感測器，也讓設計來研究宇宙絲狀結構間時空漣漪的天線鳴聲大作。天文學家們爭先恐後地湊上望遠鏡，希望能藉機找到一起關於宇宙古老大謎團的答案。
天文學家們長久懷疑，這類的爆炸案會產出宇宙裡許多質量較大的元素，包括貴金屬金、銀和鈾。不論是你的婚戒、法老王的財寶，還是毀滅廣島並據說至今仍威脅著我們的原子彈，全都生於這場迴盪九霄的宇宙級破壞轟鳴。
恆星爆炸死亡以後，其縮小的高密度內核就成了中子星，兩顆中子星逼近光速地撞成一團時，大轟鳴就開演了。這些恆星的質量堪比太陽，卻包裝成曼哈頓的大小，邊緣則布滿磁場與重力場。
天文學家研究爆炸產生的火球，歸結出這場爆炸創造了比地球大上數倍的金塵，證實千倍新星就是上古宇宙煉金術的化身。
「有史以來，我們第一次掌握了證據。」西北大學的天文學家薇琪．卡羅傑拉（Vicky Kalogera）說。
10 月 16 日，她和數千位天文學家一樣，在全球各地的記者會和學術會議上報告他們的發現。
新的論文以暴風雪之勢湧現，其中一篇在《天文物理期刊專題》（Astrophysical Journal Letters）發表的論文有 3,500 名共同作者。「那篇論文差點要了整支論文寫作團隊的命，」身為真正撰寫論文的十人團隊成員的卡羅傑拉說。
更多論文接續在《自然》、《物理評論通訊》（Physical Review Letters）和《科學》亮相，主題囊括核子物理學與宇宙學。
「這是全宇宙最璀璨的煙火秀。」派駐加州理工學院的雷射干涉重力波天文台（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，簡稱 LIGO）總監大衛．萊齊（David Reitze）說。
以 LIGO 為基礎衍生的 LIGO 科學團隊成員暨芝加哥大學天文物理學家大衛．何茲（David Holz）說：「在我有生之年，我想不到任何其他科學領域的狀況，可以憑單一一起事件就給了我們這麼多探究宇宙的驚人洞見。」
成功感應重力波是這起發現的關鍵，重力波在遙遠的銀河裡頭，彷彿池塘的漣漪一樣擾動宇宙絲狀結構。一百年前，亞伯．愛因斯坦（Albert Einstein）預言，當像黑洞這樣沉甸甸的物質移動時，空間和時間就會像一碗果凍一樣搖擺。然而，重力波的存在直到 2016 年才得到證實，LIGO 當時錄下了兩個巨大黑洞的撞擊聲，這場錄音造成的騷動最終還讓 LIGO 贏得今年的諾貝爾物理獎。
對學者而言，這次的發現裡頭蘊藏的研究價值甚至多過發現重力波的事件。這是史上頭一遭連一般天文學家都看得到，並得以親自研究的探索事件。LIGO 以前的發現都涉及相撞的黑洞，黑洞裡頭盡是扭曲時空——不論肉眼或望遠鏡均一無可見。
但中子星不一樣，中子星裡頭裝了一大堆東西，其中物質濃縮的程度彷彿將珠穆朗瑪峰塞進一個茶匙。中子星相撞時，當中的所有物質都迸發而出：伽瑪射線、倫琴射線、無線電波等等。只要有辦法對著天空開一扇窗的人都能躬逢其盛。
「眾生同歡。」麻省理工的物理學家、LIGO 科學團隊的發言人大衛．舒梅克（David Shoemaker）說。
這是一則藍天之上的淘金物語。
故事起於北美東岸時間 8 月 17 日的早晨。警報大作時，舒梅克正在講一通 Skype 視訊電話。LIGO 在華盛頓州漢福德鎮（Hanford）的天線錄下了一則順暢的訊號，發送了自動警報。華盛頓州和路易西安納州李文斯頓郡（Livingston）的天線透過分別監測一對鏡子之間的距離，感測到重力波通過時造成的超顯微空間伸長與擠壓。漢福德天線的訊號轉錄成 100 秒的嗡鳴聲，並以 1,000 赫茲、中央 C 大調高兩個八度的猝然嗥叫告終。這樣的高頻聲代表亂竄作怪的東西肯定比黑洞來得輕。
舒梅克和同僚們檢查李文斯頓郡的資料，想找出漢福德天線為何沒有撥出警報電話，他們發現中子星旋轉頻率突變，甚至遮蓋了該次警報的部分音量。
同時，繞著地球轉、觀察宇宙高能輻射的費米伽瑪射線太空望遠鏡（Fermi Gamma-Ray Space Telescope）錄下了 LIGO 發出警報後兩秒爆發的一瞬伽瑪射線。費米望遠鏡同樣送出警報。伽瑪射線暴為時約兩秒鐘，屬於短暴，天文學家因此懷疑有中子星相撞。
「我們一看到伽瑪暴，」舒梅克說，「腎上腺素就飆高了。」
卡羅傑拉收到警報時正在猶他州健行，並為 8 月的日全蝕作準備，她回想當時：「老天呀，這就是了。五十年的謎團，聖杯，解開了。」
這兩段訊號向科學家訴說了一則故事，關於一對中子星繞著彼此旋轉，彷彿食物攪拌機裡頭的一對利刃。
但是故事發生在哪兒呢？
很幸運地，歐洲的處女座重力波干涉儀（Virgo interferometer）天線不過在兩週前加入了重力波網絡，中子星撞擊當下它也發出微微的鳴叫。而正因為音量微弱，研究團隊才得以定位訊號來源，限縮到處女座干涉儀的盲區，也就是長蛇座星空裡的一小塊區域。
追查展開了。當時長蛇座坐落在南方的天空。十一個小時後，智利的天文學家接棒追查。
萊恩．佛利（Ryan Foley）是其中一人，他當時在卡內基研究院位於智利卡帕納山（Cerro Las Campanas）的斯沃普望遠鏡（Swope telescope）團隊工作。他的團隊列出該區所有巨大的星系清單，並有序地逐一拍攝。
火球在第九個拍攝的星系現蹤，一個藍色的光點出現在 NGC 4993 星系的外圍區域，那是一渦距離地球約 1 億 3,000 萬光年的星群。「這是人類從千倍新星蒐集到的第一批可見光子。」佛利說。
不出十分鐘，由布朗岱斯大學（Brandeis University）的馬榭．索雅雷斯－桑托斯（Marcelle Soares-Santos）領導的另一組天文團隊也看見同一斑藍光，他們待在鄰近的托洛洛山美洲洲際天文台（Cerro Tololo Interamerican Observatory），使用能夠以望遠鏡拍攝大片天空的暗能量相機。
在智利的夜空下，電子郵件漫天飛舞。
在人類第一次找到火球的時刻，這團 8,000 度高溫氣體構成的火球差不多有海王星軌道的大小，而且散發著太陽 2 億倍左右的能量。
九天後，在軌道運行的錢卓拉倫琴射線天文台（Chandra X-ray Observatory）偵測到來自噴發地點的倫琴射線，再過一週後，美國新墨西哥州的甚大天線陣（Very Large Array）錄到了無線電波。到了此時，火球已從藍焰褪成紅焰。
綜合上述資訊，科學家們權且拼湊出一個故事，猜想銀河系 NGC 4993 發生了什麼。
「對於我們目睹的事件，我們的猜想其實意外地準確。」哥倫比亞大學的學者布萊恩．大衛．梅茲葛（Brian David Metzger）說，他在 2010 年創造了千倍新星一詞。
照卡羅傑拉的分析推測，過往群星繞著彼此運轉，接著膨脹，並在 110 億年前的超新星爆炸中大量死亡，科學家們所見的那些融合中的物體則是爆炸後的倖存星。以轉動軌跡作合理推算，這些中子星約有地球的 1.1 至 1.6 倍大，遠遠超乎已知的中子星大小。
中子星群以每秒旋轉 1,000 次的速度靠向彼此時，潮汐力讓恆星的表面向外凸出。梅茲葛稱之為「中子星內臟」的東西大量射出，形成了融合恆星們周遭的「胖甜甜圈麵團」。
在恆星相碰的時刻，震動波會從恆星的極區擠出更多物質，但甜甜圈和超級磁場壓住物質，讓物質成了超高速的噴射機，瞬時釋放出大量的伽瑪射線。
噴射機慢下來之後，就會碰上銀河系裡星際間的氣體，並漸漸釋放倫琴射線，之後則是無線電波。
我們稱之為中子星的亞原子金屬塊則在此時施展起宇宙煉金術。一般物質裡的原子大多是空白的空間：具有一個裝滿正電質子和中性中子的超迷你原子核，由負電電子形成的蓬鬆雲朵裡頭所包覆。然而在超新星爆炸的龐然壓力下，電子被擠進質子裡頭，讓它們成了一整球比原子核還要緻密的中子。
劇烈撞擊釋放這些中子進入宇宙，中子們迅速淹沒周遭的原子，於是紛紛變身成重元素。這些新造元素的放射性讓火球保持高熱和強光。
據梅茲葛估計，在短短幾天內就會產出地球質量 40 至 100 倍的金，並且散播到太空之中。在無限的未來，這些金可能會構成新的恆星與行星，在久遠的未來，也許會是外星世代擁有的珠寶原料。
宇宙裡純粹的氫和氦演變成如今繁多面貌的過程，過去有普遍被接受的解釋，然而解釋始終存在久為人知的缺陷，而這次的發現成功補起了理論缺口。根據 1950 年代的經典論文，恆星和超新星能夠製造重達鐵在內的元素，但質量更大的元素需要不一樣的熱核化學反應，也就是快中子捕獲過程（r-process），以及四處漂浮的大量自由中子。所以這些重元素到底是打哪來的呢？
有人就說可能是中子星碰撞，意即千倍新星，而千倍新星看來注定要加入超新星爆炸和黑洞崩潰的行列，走進形塑天地歷史的各式宇宙大災變清單了。
不久前，千倍新星事件都還僅有間接證據。天文學家在 2013 年發現一次伽瑪暴生成的火球，卻沒有證據支持中子星參與其中。如今天文學家則篤定了他們已完成金元素起源故事的拼圖。
其中一項最迫切的疑問是，碰撞之後的殘餘發生了什麼事。根據 LIGO 的測量，殘餘物差不多是太陽的 2.6 倍大。科學家說，目前為止他們還無法判斷剩餘物是直接塌縮成黑洞，還是在消失無蹤前形成僅存在幾秒鐘的大胖中子星，又或者依然維持在中子星的型態。卡羅傑拉說，也許他們永遠沒法知道了。
中子星是已知的穩定物質裡密度最高的形式。只要再添加一定的量，中子星就會塌縮成為黑洞，然而沒人清楚「一定的量」到底是多少。
今後，更多的千倍新星觀察能協助物理學家摸索所謂的添加質量極限究竟在哪。
芝加哥大學的天文物理學家何茲表示：「我們的好運依然讓我難以置信，」細細重述種種偶然之下成就的條件。他們的探測器不過才上線數週，而且這還是人類錄影得來離地球最近的一次伽瑪暴，也是目前為止錄下來最吵最大聲的重力波。「全都好運過頭了。不過就我們所知，全都是真的。我們的夢想實現了。」
