某种超新星可能是主要原因
当人类最终在2017年检测到两个中子星之间的碰撞时，我们证实了一个长期存在的理论-在这些令人难以置信的爆炸的高能火焰中，创造了比铁重的元素。因此，我们认为我们对这些元素（包括金）如何在整个宇宙中传播的问题有了答案。
但是新的分析揭示了一个问题。根据新的银河化学演化模型，中子星碰撞甚至无法产生如今银河系中发现的大量重元素。
澳大利亚莫纳什大学天体物理学家和ARC 天文学卓越中心（ARC）阿曼达·卡拉卡斯（Amanda Karakas）表示： “中子星合并在宇宙的早期并没有产生足够多的重元素，而在140亿年后的今天，它们仍然没有产生足够的重元素。”
“宇宙并没有使它们足够快地解释它们在非常古老的恒星中的存在，总的来说，根本就没有足够的碰撞继续说明当今这些元素的丰富性。”
恒星是产生宇宙中大部分元素的创造品。在早期的宇宙中，原始的夸克汤冷却到足以聚结成物质后，就形成了氢和氦 -仍然是宇宙中两个最丰富的元素。
当重力将这些材料团块聚集在一起时，第一批恒星就形成了。这些恒星在其核的核聚变炉中将氢锻造成氦；然后氦变成碳；依此类推，将越来越重的元素融合在一起，使它们用尽较轻的元素，直到产生铁为止。铁本身可以进一步融合，但它消耗大量能量-比这种融合产生的能量还要多-因此，铁芯是终点。
卡拉卡斯说： “我们可以将恒星视为创造新元素的巨型压力锅。” “产生这些元素的反应还提供了使恒星发光数十亿年的能量。随着恒星的衰老，随着内部温度的升高，它们会产生越来越重的元素。”
为了产生比铁重的元素（例如金，银，or和铀），需要快速的中子俘获过程或r过程。这可能发生在真正的高能爆炸中，该爆炸会产生一系列核反应，其中原子核与中子碰撞以合成比铁重的元素。但是它需要非常迅速地发生，以便在没有更多的中子加入原子核之前没有时间发生放射性衰变。
现在我们知道，由中子星碰撞产生的千伏爆炸是一个足以进行r过程的高能环境。这没有争议。但是，为了产生我们观察到的这些重元素的数量，我们需要中子星碰撞的最低频率。
为了弄清这些元素的来源，研究人员利用银河系中最新的天体物理观测和化学丰度，为从碳到铀的所有稳定元素构建了银河系化学演化模型。它们包括理论上的核合成产率和事件发生率。
（小林千明等人； Sahm Keily）
他们将其工作布置在周期表中，该周期表显示了所建模元素的来源。并且，在他们的发现中，他们发现从早期宇宙到现在缺少中子星碰撞频率。相反，他们认为某种超新星可能是主要原因。
这些被称为磁旋转超新星，它们发生在具有强磁场的大型快速旋转恒星的核心坍塌时。这些也被认为足够有活力，可以进行r过程。如果介于25至50个太阳质量之间的恒星的超新星中有一小部分具有磁定律，那就可以弥补这一差异。
卡拉卡斯说： “即使对中子星碰撞频率的最乐观估计，也无法解释宇宙中这些元素的绝对含量。” “这真是令人惊讶。看起来像是在强磁场中旋转的超新星是其中大多数元素的真正来源。”
先前的研究发现一种名为“崩溃”的超新星也可以产生重元素。这是一颗超过30个太阳质量的快速旋转的恒星在塌陷入黑洞前成为超新星。这些被认为比中子星碰撞少得多，但它们可能是造成这种情况的原因-它与研究小组的其他发现完全吻合。
他们发现，质量不到八个太阳质量的恒星产生的碳，氮，氟以及所有元素中的一半都比铁重。超过八个太阳质量的恒星产生生命所需的大部分氧气和钙，以及碳和铁之间的其余大部分元素。
英国赫特福德郡大学的天体物理学家小林千明（Chiaki Kobayashi）解释说： “除了氢以外，没有任何一种元素只能由一种恒星形成。”
“一半的碳来自垂死的低质量恒星，但是另一半来自超新星。铁的一半来自大质量恒星的正常超新星，但是另一半需要另一种形式，称为Ia型超新星。这些都是产生的。在低质量恒星的双星系统中。”
这并不一定意味着大约46亿年前追溯到中子星碰撞的地球黄金和铂金中估计有0.3％具有不同的起源故事。不一定是全部。
但是，我们仅探测重力波已有五年了。随着我们设备和技术的改进，我们发现中子星碰撞比我们目前认为的更为频繁。
奇怪的是，研究人员的模型还产生了比观察到的更多的银，以及更少的金。这表明需要进行一些调整。也许是计算。也许还有一些尚不清楚的恒星核合成方面。
这项研究已经发表在《天体物理学杂志》上。