초신성 애니메이션. (NASA/GSFC/다나베리) 최근까지 생각했다. 중성자별 합병만이 유일한 길이었다 무거운 요소 (아연보다 무거움)이 생성될 수 있습니다. 이러한 합병은 쌍성계에서 두 개의 무거운 별의 잔해를 매시업하는 것을 포함합니다.
그러나 우리는 무거운 원소가 빅뱅 , 우주가 정말 젊었을 때. 그 당시에는 중성자별 병합이 일어나기까지 시간이 충분하지 않았습니다. 따라서 우리은하의 초기 중원소의 존재를 설명하기 위해서는 또 다른 출처가 필요했습니다.
은하수 헤일로(은하를 둘러싸고 있는 대략 구형 영역)에서 고대 별 SMSS J2003-1142의 발견은 우라늄과 금을 포함한 중원소의 또 다른 출처에 대한 첫 번째 증거를 제공하고 있습니다.
우리 연구에서 출판 안에 자연 , 우리는 SMSS J2003-1142에서 감지된 무거운 원소가 중성자별 병합에 의해 생성된 것이 아니라 강한 자기장과 태양의 약 25배 질량을 가진 빠르게 회전하는 별의 붕괴와 폭발을 통해 생성되었을 가능성이 있음을 보여줍니다.
우리는 이 폭발 사건을 '자기회전 초신성'이라고 부릅니다.
별의 연금술
최근이었다 확인 중성자별 병합은 실제로 우리 은하의 무거운 원소 중 하나입니다. 이름에서 알 수 있듯이 이것은 쌍성계의 두 중성자 별이 '킬로노바'라고 불리는 에너지 이벤트에서 함께 합쳐지는 때입니다. 이 과정에서 무거운 원소가 생성됩니다.
그러나 우리 은하의 화학적 진화에 대한 기존 모델은 중성자별이 합쳐진다는 것을 나타냅니다. 홀로 SMSS J2003-1142를 포함하여 여러 고대 별에서 볼 수 있는 특정 요소 패턴을 생성할 수 없었습니다.
초기 우주의 유물
SMSS J2003-1142는 2016년 호주에서 처음 관측되었으며, 2019년 9월 칠레의 유럽 남방 천문대에서 망원경을 사용하여 다시 관측되었습니다.
이러한 관찰을 통해 우리는 별의 화학 성분을 연구했습니다. 우리의 분석에 따르면 철 함량은 태양보다 약 3,000배 낮습니다. 즉, SMSS J2003-1142는 화학적으로 원시적입니다.
우리가 그 안에서 관찰한 요소는 빅뱅 직후에 단일 부모 별에 의해 생성되었을 가능성이 큽니다.
빠르게 회전하는 붕괴된 별의 서명
SMSS J2003-1142의 화학적 조성은 모별의 성질과 성질을 드러낼 수 있다. 특히 중요한 것은 비정상적으로 많은 양의 질소, 아연 및 유로퓸과 우라늄을 포함한 중원소입니다.
SMSS J2003-1142의 높은 질소 수준은 모별이 빠른 회전을 했음을 나타내는 반면, 높은 아연 수준은 폭발 에너지가 '정상' 초신성 에너지의 약 10배였음을 나타냅니다. 즉, 초신성이었을 것입니다. 또한 많은 양의 우라늄은 많은 중성자의 존재를 필요로 했을 것입니다.
오늘날 SMSS J2003-1142에서 관찰할 수 있는 무거운 원소는 이 별이 초기 자기회전 초신성 폭발의 결과로 생성되었다는 모든 증거입니다.
따라서 우리의 연구는 자기회전 초신성 사건이 (중성자 별 병합과 함께) 우리 은하의 무거운 원소의 원천이라는 첫 번째 증거를 제공했습니다.
중성자별 병합은 어떻습니까?
그러나 우리가 SMSS J2003-1142에서 발견한 특정 요소로 이어진 것이 중성자별 병합만이 아니라는 것을 어떻게 알 수 있습니까? 여기에는 몇 가지 이유가 있습니다.
우리의 가설에서, 단일 부모 별은 SMSS J2003-1142에서 관찰된 모든 요소를 만들었을 것입니다. 반면에 중성자별 병합을 통해서만 동일한 요소가 만들어지려면 훨씬 더 오랜 시간이 걸렸을 것입니다. 그러나 이 시간은 이러한 요소가 만들어졌을 때 은하 형성 초기에 존재하지도 않았을 것입니다.
또한 중성자별 합병은 뿐 따라서 SMSS J2003-1142에서 관찰된 칼슘과 같은 다른 중원소를 설명하려면 일반 초신성과 같은 추가 소스가 발생해야 했습니다. 이 시나리오는 가능하지만 더 복잡하므로 가능성이 적습니다.
자기회전 극초신성 모델은 데이터에 더 잘 맞을 뿐만 아니라 단일 이벤트를 통해 SMSS J2003-1142의 구성을 설명할 수도 있습니다. 자기회전 초신성과 함께 중성자별 병합은 우리 은하의 모든 무거운 원소가 어떻게 생성되었는지를 동시에 설명할 수 있습니다. 
데이비드 용 , 학술, 천문학 및 천체 물리학 연구 학교, 호주 국립 대학교 그리고 게리 다 코스타 , 천문학 명예교수, 호주 국립 대학교 .