直到最近人们还认为合并是唯一的出路重元素（比锌重）可以生产。 这些合并涉及双星系统中两颗大质量恒星残余物的混搭。
但我们知道重元素是在宇宙诞生后不久首次产生的，当宇宙还很年轻的时候。 当时，中子星合并还没有发生。 因此，需要另一个来源来解释银河系中早期重元素的存在。
在银河系光环中发现了一颗古老的恒星 SMSS J2013-1142？ 围绕银河系的大致球形区域是哪一个？ 正在为重元素的另一个来源提供第一个证据，其中包括铀，可能还有金。
在我们的研究中发表在自然，我们表明在 SMSS J2013-1142 中检测到的重元素很可能不是由中子星合并产生的，而是由一颗快速旋转的恒星坍缩和爆炸产生的，该恒星具有强磁场，质量约为太阳的 25 倍。
我们将这次爆炸事件称为“磁旋转超新星”。
恒星炼金术
这是最近确认的中子星合并确实是我们银河系重元素的来源之一。 顾名思义，双星系统中的两颗中子星在称为“千新星”的高能事件中合并在一起。 这个过程产生重元素。
然而，我们银河系化学演化的现有模型表明，中子星合并独自的不可能产生我们在多颗古代恒星（包括 SMSS J2013-1142）中看到的特定元素模式。
来自早期宇宙的遗迹
SMSS J2013-1142 于 2016 年在澳大利亚首次观测到，然后于 2019 年 9 月在智利欧洲南方天文台使用望远镜再次观测到。
根据这些观察，我们研究了恒星的化学成分。 我们的分析显示其铁含量大约比太阳低 3,000 倍。 换句话说，SMSS J2013-1142 的化学性质很原始。
我们在其中观察到的元素很可能是在大爆炸之后由单母恒星产生的。
坍缩快速旋转恒星的特征
SMSS J2013-1142的化学成分可以揭示其母星的性质和特性。 特别重要的是其异常大量的氮、锌和重元素，包括铕和铀。
SMSS J2013-1142 中的高氮含量表明母星快速旋转，而高锌含量表明爆炸能量约为“正常”超新星的十倍？ 这意味着它可能是一颗超新星。 此外，大量的铀需要大量中子的存在。
今天我们在 SMSS J2013-1142 中观察到的重元素都是这颗恒星是由早期磁旋转超新星爆炸产生的证据。
因此，我们的工作提供了第一个证据，证明磁旋转超新星事件是我们银河系中重元素的来源（以及中子星合并）。
中子星合并怎么样？
但我们怎么知道不仅仅是中子星合并导致了我们在 SMSS J2013-1142 中发现的特定元素呢？ 这有几个原因。
在我们的假设中，单一母星会产生 SMSS J2013-1142 中观察到的所有元素。 另一方面，如果仅通过中子星合并来制造相同的元素，则需要花费更长的时间。 但当这些元素被制造出来时，这一次甚至不会存在于星系形成的这么早的时候。
此外，中子星合并使仅有的重元素，因此必须出现其他来源（例如常规超新星）才能解释 SMSS J2013-1142 中观察到的其他重元素（例如钙）。 这种情况虽然有可能，但更为复杂，因此可能性较小。
磁旋转超新星模型不仅可以更好地拟合数据，还可以通过单个事件解释SMSS J2013-1142的组成。 它可能是中子星合并，加上磁旋转超新星，可以共同解释银河系中所有重元素是如何产生的。
David Yong，学术，天文学和天体物理学研究学院，澳大利亚国立大学和加里·达科斯塔，天文学名誉教授，澳大利亚国立大学。
