奇異恆星誕生自「特超新星」爆炸 首證實為宇宙重元素另一來源

沈陽海哥

奇異恆星誕生自「特超新星」爆炸  首證實為宇宙重元素另一來源





目前，重元素公認的主要來源為雙中子星合併，然而中子星 （Neutron Star ）在早期宇宙
還沒有足夠時間累積能量合併，因此當時發現的重元素勢必來自其他過程。

現在，澳洲天文機構 ASTRO 3D 團隊首度從大爆炸後不到 10 億年的一場特超新星
（Hypernova）爆炸中，發現重元素產生的證據。

特超新星（Hypernova）（也稱極超新星、駭新星）是年老特超巨星臨終前的爆發，威力比
超新星還要強 10 倍，一般認為爆炸後的核心會直接塌縮為黑洞，並且黑洞會以接近光速的速度
往相反方向射出高能量電漿體，是科學家認為伽瑪射線暴的可能源頭之一，只不過特超新星
現象極少，在我們的銀河系內，平均每 2 億年只會出現一顆極超新星。

然而，特超新星（Hypernova）爆炸後也可能未進階成黑洞，而是變成一顆奇異恆星。

SMSS J2003-1142 這顆恆星於 2016 年經由 SkyMapper 調查 與 位於澳洲 賽丁泉 2.3 公尺望遠鏡
Siding Spring 2.3 m Telescope 首度發現， 2019 年 9 月再次被歐洲 南方天文台（ESO）甚大望遠鏡
捕捉，距離太陽約 7,500 光年，但年齡相當大，是當前宇宙的第二代恆星成員，約出生於 130 億年前。

來自澳洲天文機構 ASTRO 3D 的團隊現在利用 麥哲倫望遠鏡（Magellan telescopes）進一步研究
恆星化學成分，分析結果顯示 SMSS J2003-1142 鐵含量比太陽還低約 3,000 倍，也就是恆星
金屬豐度分類上相當原始的第二星族星（貧金屬恆星）；但奇怪的是，SMSS J2003-1142 重元素
含量非常高，比如氮、鋅、鈾、銪（也許還有金），使它的存在更加神祕了。

高氮含量表明催生出 SMSS J2003-1142 的母星必須快速自轉，高鋅含量則代表母星爆炸形成
SMSS J2003-1142 的能量是一般超新星 10 倍——也就是罕見的特超新星；此外，大量的鈾
需要有大量中子存在，這些重元素都說明 SMSS J2003-1142 來自早期宇宙中的磁自轉特超新星
（magneto-rotational hypernova）爆炸事件。

團隊解釋，SMSS J2003-1142 的母星自轉相當快且具有極強磁場，在生命盡頭經歷磁自轉
特超新星爆炸後坍縮形成一個緻密、充滿活力的「化學湯池」，將原始恆星的簡單元素氫、
氦等融合成更重的元素。

除了雙中子星合併，團隊首度證實磁自轉特超新星爆炸是宇宙重元素的另一個重要來源，
並且這可能是早期宇宙恆星形成的重要途徑之一，為了進一步驗證這些結果，
我們需要檢測更多類似的古老奇異恆星。

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