大質量恆星到了壽命終點發生超新星爆炸後一般變成黑洞。一份新研究發現一顆恆星以極超新星(hypernova,又稱駭新星)的方式爆炸,能量是超新星爆炸的10倍,卻有另一顆恆星從廢墟中浴火重生。

不僅如此,這顆新誕生的罕見恆星內富含多種重元素,為科學家提供了宇宙中重元素(比鋅重的元素)另一種來源的首個證據。

科學家一直以為宇宙中的重元素只能通過兩顆中子星合併產生。通常是兩顆巨型恆星組成的雙星系統,分別都變成中子星後再合併所產生。

可是科學家發現宇宙在大爆炸之後不長的時間裏已經有了重元素,比如在銀河系就發現一些來自宇宙非常早期的重元素。那時候應該還沒有足夠的時間能促成兩顆中子星合併這樣的事件。所以科學家在尋找其它可能性來解釋這些早期重元素的來源。

7月7日發表於《自然》(Nature)期刊的一份研究揭示,在銀河系外圍的「暈輪」區域發現一顆非常古老的恆星J2003-1142,提供了第一個能夠證明宇宙內重元素另一種來源的證據,包括鈾、甚至金元素。

銀河系的暈輪區域是一個基本上為球形的、環繞銀河系外圍的區域。這份研究分析發現,恆星J2003-1142內部的重元素不是從兩顆中子星的合併而來,而是它的前體恆星通過「磁自轉極超新星」(magnetorotational hypernova)爆發的方式產生。

這份研究估計,J2003-1142就像鳳凰一樣從它前體恆星的極超新星爆炸中「浴火重生」。「我們的計算顯示,大約130億年前,SMSS J2003-1142從一個極超新星爆炸的殘骸中誕生。這是從來沒人發現過的一種現象。」這份研究的主要作者之一澳洲國立大學(ANU)的天體物理學家戴維勇(David Yong)說。

J2003-1142距離地球大約7,500光年。研究認為,它的前體恆星只含有氫和氦兩種元素,質量大約是太陽的25倍,具有很強的磁場,並快速自轉。在它抵達壽命終點的時候發生極超新星爆炸。

研究稱,通過分析爆炸後誕生的J2003-1142內各種組成元素,發現了其前體恆星的很多線索。比如,氮含量高表明,其前體恆星有著很快的自轉周期;鋅含量高說明,爆炸的能量是普通超新星的10倍左右;鈾含量高說明爆炸過程有大量的中子。#

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