银河系是大约1000亿颗恒星的家园。蒂莫西·比尔斯只需要100颗——100颗已知存在的最稀有的恒星。但圣母大学天体物理学教授有一个计划，到目前为止，未来看起来很光明。
它开始于8月的一个看似普通的日子，距离地球1.43亿光年，当时美国先进的LIGO（激光干涉引力波天文台）设施和欧洲的处女座设施探测到伽马射线的闪光，随后是一系列引力波。这些仪器捕捉到了两颗中子星的碰撞；这是第一次在引力波和光波中观测到宇宙事件。这即使不是现代天体物理学中最重要的发现，也是其中之一。
图片来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心/CI实验室
这两颗高密度的中子星已经互相绕了很长时间（想想数十亿年吧），在轨道上越来越近，直到最终撞在一起。碰撞导致中子重金属形成并散布在宇宙中，就像宇宙烟花表演一样。
这一事件可能有助于证明天体物理学中存在时间最长的理论之一。中子星碰撞时发生的核反应被认为是地球上重金属存在的原因。我们在日常生活中一直使用这些材料。催化转化器和牙科手术中使用的铂，为核电站提供燃料的铀，以及世界各地珠宝盒中发现的黄金——都是由“明星物质”制成的。
由“恒星物质”构成的日常材料
黄金
黄金的高光泽，抗污性和延展性使其成为制造珠宝的热门选择。
铂
铂在牙科工作中最常见的应用是冠，因为金属提供强度，刚度和耐用性。
铀
在核电站里，铀原子的分裂产生电力。
天体物理学家称之为快中子捕获过程（r-process）。为了明确地理解r过程的本质，他们需要将一个经过r过程增强的老恒星样本的频率与碰撞产生的新恒星的预测频率进行比较。
由于8月份观测到的中子星合并，科学家们现在有了后者。现在，他们需要前者的样本——确切地说是100个——但“大海捞针”这个短语可能低估了这一挑战的艰巨程度。
这就是比尔斯的用武之地。
盘点宇宙并非易事。世界各地大学的天文学家都在争夺大型望远镜的九博体育研究时间，比如智利拉斯坎帕纳斯天文台的6.5米麦哲伦望远镜，或者亚利桑那州大型双筒望远镜天文台的8.4米望远镜。
获得时间取决于他们的九博体育研究性质和他们有什么样的资金。恶劣的天气限制了九博体育研究人员的实际工作。
比尔斯和他的团队观察到，每100颗精心挑选的恒星中，只有3颗可能是r过程增强的恒星。他们可能在银河系的任何地方。天文学家目前只知道25到30个。“我们没有足够快地找到他们，”比尔斯说。
为了加快这一进程，他设计了一种方法来利用这些挑战。
比尔斯和他的团队正在努力识别银河系光晕中最亮的低金属丰度恒星，在其中寻找r过程增强的恒星。为了寻找最亮的恒星，九博体育研究小组可以使用中等口径的望远镜，比如新墨西哥州阿帕奇角天文台的3.5米望远镜和德克萨斯州麦克唐纳天文台的2.7米哈伦j史密斯望远镜。
“这些低金属丰度的恒星位于我们周围星系的光环中，”比尔斯说。“没有人会给我们大量的时间在望远镜上查看我们长长的目标清单。当预期的探测数量如此之少时，用大型望远镜来做是不切实际的。”
为了收集数千颗明亮的缺金属恒星的名单，比尔斯向大型望远镜提供了“恶劣天气”项目，如智利和夏威夷的双子座8米天文台，当天气导致其他九博体育研究项目延误时。这种方法使比尔斯的项目获得了数千小时的宝贵时间。
比尔斯寻找稀有恒星的方法
比尔斯说，他使用较小的望远镜来完成繁重的工作，在一次运行过程中获得中等质量的高分辨率光谱，或他称之为“快照”的数百个候选对象。
“我们所需要的只是足够好的光谱，来告诉我们哪些恒星是r过程增强的，”他说。一旦他和他的团队确定了具有可检测到的r过程元素特征的物体，他们就会转向更大的范围寻求帮助，比如6.5米的麦哲伦。
这些望远镜提供了这些恒星的更高质量的光谱，或“肖像”，以进行更确凿的确定。
该团队在识别特征和利用各个天文台之间的关系方面已经变得非常熟练，从而大大提高了发现r过程增强恒星的速度。当比尔斯开始他的调查时，天文学家正以每年一颗的速度发现r-过程增强的恒星。比尔斯的团队计划历时四年，仅在第一年半就发现了15颗星星。
该项目还发现了两颗r过程增强的恒星，它们含有可探测到的铀——最重的天然元素——这是记录在案的六颗恒星中的两颗。含有可测量量铀的恒星可以用来估计宇宙的年龄。
比尔斯希望获得额外的资金来完成他对r-过程增强恒星的九博体育研究，他称之为EXPRESS （r-过程增强恒星调查探索）。这项调查将对2500颗恒星进行观测，这些恒星是比尔斯和圣母大学九博体育研究助理教授维尼修斯·普拉科（Vinicius Placco）从之前的九博体育研究中选择的，这些九博体育研究是在恶劣天气和其他来源的观测下以中等分辨率选择的明亮的缺金属候选恒星。
该结果可以回答天体物理学领域最广泛寻求的问题之一。