27 7 月, 2021

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远古超新星用不寻常的元素填充这颗恒星

恒星 SMSS J200322.54-114203.3 位于中心,作为 SkyMapper 调查的一部分成像。

中星SMSS J200322.54-114203.3,摄影师 作为 SkyMapper 调查的一部分。
图片达科斯塔 / SkyMapper

一组天文学家今天宣布,银河系中一颗恒星的奇怪元素组成可能是由早期宇宙中的一次大规模恒星坍缩造成的。 这一发现可以帮助天文学家了解宇宙中重元素(如金)的起源方式的多样性。

所讨论的恒星 SMSS J200322.54-114203.3 距离太阳 7,500 光年,位于我们银河系外围的一个光晕中。 研究小组认为,比超新星爆发更活跃的恒星爆炸——被称为“超新星”——是导致恒星异常化学反应的原因。 比铁重的元素需要形成强大的力量:中子星的融合,以及超新星爆炸中大恒星的坍塌,是两种常见的方法。 重物 锻工 当较轻的元素吸收许多中子时,其中一些会衰变成质子,它们最终会落在重元素的稳定同位素上。 那么这些物品 分散的 在星际介质中随着爆炸或碰撞的力量,最终在其他恒星和行星(如地球)上结束。

科学家们说,这颗特殊恒星的化学性质——铁含量极低,氮、锌、铕和钍含量极高——表明与典型的中子星聚变相比,它是一种不同的重元素来源。 他们的搜索 发表 今天在大自然中。

“这项研究提出的主要问题是:早期宇宙中最重的元素是如何产生的?”澳大利亚国立大学的天文学家、最新研究论文的主要作者大卫·杨在一封电子邮件中说。 “中子星的聚变(大质量恒星的极其致密的残余物)最近被证实是这些重元素的另一个来源……我们的结果揭示了超磁新星(具有磁场的快速旋转恒星的高能爆炸)是这些重元素的另一个来源。 ”

该团队正在寻找一颗含有大量锌、钍和铕等重元素的恒星。 他们筛选了 26,000 颗星星 SkyMapper 南方巡天,该项目创建了一个包含近 6 亿个夜空中物体的目录。 他们被缩小到 150 名候选人,但只有 SMSS J200322.54-114203.3 具有团队正在寻找的特定高氮和锌特征。 根据已知的恒星死亡速率和能量,这颗恒星只是含有比它应该有的更多的重元素。

“The extra amounts of these elements had to come from somewhere,” said Chiaki Kobayashi, an astronomer from the University of Hertfordshire in the United Kingdom, in an ARC Center 新闻稿. 该团队确定这颗恒星形成于大约 130 亿年前,在宇宙时间线的早期,来自一颗巨大的超新星的负面影响。 超新星实际上是一种超新星。 他们描述了比普通超新星能量高 10 倍的恒星爆炸。

“因为这颗恒星的铁含量如此之低,它一定是在银河系非常年轻的时候形成的,”杨说。 “由于时间限制,在一个(超磁)事件中产生所有元素比在中子星合并场景中更容易。”

该团队认为,这颗巨大的、快速旋转的磁星在 130 亿年前坍塌,吹灭了元素 这里和那里。 Kobayashi 的银河系化学演化模型表明,超新星可能在塑造我们今天看到的星系的化学过程中发挥了更大的作用。

寻找更多具有相似构成的恒星可能会帮助团队了解超新星在早期宇宙厨房中的重要性。 目前,SMSS J200322.54-114203.3 是总体种族歧义的唯一指标。

更多:天文学家认为他们发现了一种罕见的超新星,这种超新星只是被推测存在

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