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我們(men) 銀河係中的黃金可能和磁旋極超新星的爆發有關(guan) 。

科學家發現了恒星爆發的一種新類型，可以揭開130億(yi) 歲銀河係中元素的秘密。

圖片來自：宇航局/共享資源

注：這篇文章最初發表於(yu) “對話”網站，文章內(nei) 容來自”空間”網站的“專(zhuan) 家發言”部分的評論和見解。本文兩(liang) 位作者：戴維·楊是澳大利亞(ya) 國立大學天文學和天體(ti) 物理學研究院的研究人員；加利·達·科斯塔是澳大利亞(ya) 國立大學的天文學榮譽教授。

直到最近，科學家們(men) 一直都認為(wei) 隻有中子星合並才能夠創造重元素（比鋅更重的元素），即一個(ge) 雙星係統中兩(liang) 個(ge) 大質量恒星殘餘(yu) 部分的耦合過程產(chan) 生了重元素。

但是我們(men) 知道在宇宙大爆炸發生不久重元素就已經產(chan) 生了，那時宇宙還很年輕，甚至中子星合並過程尚未發生。因此我們(men) 需要尋找另一個(ge) 理由來解釋銀河係中早期重元素的形成來源。

在銀河係銀暈（環繞銀河的一個(ge) 球星區域）中發現的一顆古老恒星SMSS J2003-1142第一次為(wei) 我們(men) 提供了另一條可能的重元素形成途徑，這些重元素包括鈾，甚至是金。

在我們(men) 銀河周圍，存在著由熾熱氣體(ti) 構成的銀暈，它是由銀河係中不斷誕生和死亡的恒星所噴射出來的物質形成的，在銀暈中的恒星僅(jin) 占銀河係中全部恒星數量的1%。（圖片來自宇航局噴氣推進實驗室）

我們(men) 最近在自然雜誌發表了一個(ge) 研究成果，我們(men) 指出SMSS J2003-1142恒星中的重元素很可能不是由中子星合並產(chan) 生的，而是由於(yu) 高速旋轉、具有強磁場且質量為(wei) 太陽25倍的恒星在坍縮和爆炸中形成的。

我們(men) 把這一爆炸過程稱為(wei) 磁旋極超新星爆發。

極超新星的爆發能量要比超新星高10倍以上

背景解釋：

科學家們(men) 已經證實中子星合並過程是重元素的來源之一，這是一種雙星係統中兩(liang) 顆中子星的激烈合並過程，我們(men) 稱其為(wei) “千新星”，重元素能夠在這一過程中形成。

雙星係統是一種圍繞共同質量中心運行的兩(liang) 顆星體(ti) ，而中子星合並是一種發生在雙星係統中兩(liang) 顆中子星碰撞的過程，這一過程能夠產(chan) 生重元素（圖片來自宇航局）

但是我們(men) 星係的化學演變模型中，中子星合並這一單一過程的並不足以產(chan) 生我們(men) 在多個(ge) 古老恒星中看到的元素分布模式，包括SMSS J2003-1142這顆恒星。

SMSS J2003-1142恒星 - 一個(ge) 早期宇宙的遺跡：

SMSS J2003-1142這顆恒星於(yu) 2016年在澳大利亞(ya) 被觀測到，然後2019年9月在智利的南方天文台再次被觀測到。

根據這些觀測，我們(men) 研究了這顆恒星的化學構成，分析揭示出其鐵元素的含量比太陽低3000倍，也就是說它在化學角度看還處於(yu) 初態。

這顆恒星的元素分布使它看上去很像來自於(yu) 宇宙大爆炸剛發生不久的一顆母星。

我們(men) 發現它很可能來自快速旋轉並坍縮的恒星：

SMSS J2003-1142的化學構成可以揭示出它的母星特征。它異乎尋常之處在於(yu) 高的離譜的氮氣、鋅和重元素（銪和鈾等）含量。

銪和鈾

高的氮含量表明它的母星具有高速旋轉的特點，高鋅含量表明之前爆發能量比一般超新星要高出10倍-因此它屬於(yu) 極超新星一類。而高鈾含量表明它的形成需要大量中子存在。

我們(men) 在這顆恒星觀測到的所有重元素含量都表明它來自於(yu) 早期的一顆磁旋極超新星爆發過程。

我們(men) 的研究首次提出了磁旋極超新星是銀河係中重元素另一種來源的相關(guan) 證據。

中子星合並過程為(wei) 何不足以解釋觀測結果？

但是我們(men) 怎麽(me) 知道SMSS J2003-1142恒星的那些重元素並不是僅(jin) 由中子星合並所產(chan) 生的呢？原因如下：

我們(men) 假設一顆單獨的母星形成了這顆恒星的所有元素。因為(wei) 如果通過兩(liang) 顆中子星合並形成這顆恒星現有的元素則需要非常漫長的時間。但是在星係形成的早期要產(chan) 生這些元素，時間是遠遠不夠的。

並且中子星合並隻會(hui) 形成重元素，因此需要額外的超新星爆發過程來解釋在SMSS J2003-1142恒星中觀測到的鈣等元素，否則要解釋當前的觀測結果整個(ge) 過程會(hui) 變得很複雜而不太可能。

磁旋極超新星模型不但提供了更好的數據吻合性，它還可以使用單一的爆發事件來解釋這顆恒星的構成成分。這種新理論結合中子星合並理論，應該就可以解釋清楚銀河係中重元素的來源問題了。

BY: David Yong , Gary Da Costa

FY: TelescopeX

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