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和人类一样，恒星也有自己的寿命。当一颗大质量恒星死亡的时候，会以极其壮观的方式结束自己这一生，那就是超新星爆发。 超新星爆发的能量极其巨大，这一颗天体所释放的电磁辐射，甚至可以超过整个星系！在内核坍缩的同时，外壳物质被炸到太空之中，速度甚至可以达到光速的10%。想要成为超新星并不容易，即使是太阳这么巨大的恒星都做不到，至少要达到太阳质量8倍的恒星才可能变成超新星。 最近的一项发现指出：即使是超新星，也不是宇宙中最剧烈的爆炸。科学家们在7500光年外发现了另一种爆发，不仅比超新星更加壮观，还能够制造出各种极重的化学元素。这种爆发，被称为磁旋特超新星。 今天我们身上戴的首饰中的黄金，都不是宇宙最开始就存在的，而是一些极端的宇宙事件合成的。 在宇宙大爆炸初期，整个宇宙只有氢和氦以及极少的锂。后来恒星出现，合成了更多的氦。随着恒星进入演化末期，氦又聚变为碳、氧等元素。而在超新星爆发时，则会产生一些更重的元素，但一般到元素周期表中的铁附近就结束了。也就是说，整个元素周期表中一百多种元素，只有不到1/3可以通过这些常见的天文现象合成。 铁元素已经相当稳定了，想要合成比它更重的元素是非常困难的，也就需要更加激烈的宇宙事件。 此前科学家认为，只有一种现象能够合成更重的元素，那就是中子星的并合。中子星是致密星的一种，也是仅次于黑洞的极端天体。它们的碰撞更加剧烈，产生的亮度是普通新星的1000倍，所以被称为千新星。 这个理论的确得到了很多科学家的赞同，我们也一度认为今天人们戴的所有黄金饰品都是从中子星并合中产生的。但是，和这个理论并存的，还有一些令人困惑的谜题。 科学家们在观测宇宙的时候，发现宇宙的早期就已经有一些重元素了。这里说的早期，是真的很早，早到当时的宇宙年龄还来不及上演中子星的并合（因为中子星的形成还有赖于恒星的死亡，并合还需要二者的靠近）。这意味着，宇宙中一定至少还有另外一种模式，来解释这些宇宙最早期的重元素。 SMSS J2003-1142的出现，解开了这个谜题。 SMSS J2003-1142是一颗位于银晕中的恒星，距离我们大约7500光年。最早在2016年，澳大利亚的天文学家就发现了它。2019年9月，科学家利用欧洲南方天文台位于智利的望远镜进行了观测，对它进行了进一步的分析。 通过对其化学元素的分析，科学家发现，这颗恒星的铁丰度只有太阳的1/3000，非常低。正如我们前面所说的，铁是经过大量恒星的演化后聚变的过程产生的，这需要相当长的时间。因此，越早期的宇宙，铁元素的含量越低。也就是说，SMSS J2003-1142本身是一颗非常古老的恒星，大约在130亿年前就出现了，属于宇宙中的第二代恒星。 值得注意的不仅仅有铁元素，还有氮和锌，以及更加令人关注的重元素（铕和铀）。 通过这些化学元素，科学家可以对其母星的一些性质进行推测。比如：较高的氮含量意味着它的母星自转速度非常快，锌含量比较高则暗示我们它爆发时的能量甚至是普通超新星的10倍！对于这种爆发，科学家称为特超新星。另外，其内部大量的铀，预示着这里有大量的中子。 总之，根据种种观测数据，科学家们推测，它的爆发属于宇宙中极为特殊的一种形式——磁旋特超新星。 简单来说，它的母星应该是一颗质量为太阳25倍的大质量恒星，并且拥有着非常强大的磁场和非常高的自转速度。就是这样一颗恒星，在死亡之后，形成了SMSS J2003-1142。 那么，科学家是如何知道它并非来自于中子星并合，而是由磁旋特超新星产生的呢？ 首先，正如我们前面所说的，SMSS J2003-1142十分古老。在它产生之时，我们的宇宙几乎来不及先产生两颗大质量恒星，然后坍缩为两颗中子星，再在漫长的岁月里靠近、并合。考虑到银河系的年龄，就更来不及了。 其次，中子星的并合过程只产生那些重元素。但是在SMSS J2003-1142内部，科学家们观测到了类似于钙这样的元素，这意味着这个过程中势必伴随着普通的超新星爆发。根据研究团队的理论，从单独一颗母星形成它的情况下所产生的化学元素，也和观测到的结果基本吻合。 总之，通过这次发现，我们意识到了宇宙中的重元素有不止一个来源，这是一项巨大的发现。换句话说，你手上戴的金戒指或者脖颈上的金项链，未必来自于中子星，也有可能来自于磁旋特超新星。当然了，不论是来自于哪一个，这些黄金都经历了宇宙中最激烈的爆发事件才得以产生——怪不得它们不怕火炼…… |
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