研究发现古老恒星生成宇宙中最重元素

Daphane

來源:大纪元



研究表明，中子星诞生、死亡或相互碰撞可产生重元素。此为中子星合并和爆炸的示意图。(ESO/L. Calcada/M. Kornmesser)

【大纪元2023年12月12日讯】（大纪元记者陈俊村报导）有国际研究团队发现，古代恒星能产生原子量（atomic mass）大于260的元素，比元素周期表中在地球自然存在的任何元素都重。这项发现加深了人们对恒星中元素形成的了解，将促使人类重新审视恒星和宇宙的演化。

美国北卡罗莱纳州立大学（North Carolina State University）在新闻稿中指出，恒星是生产元素的工厂。元素在那里不断地融合或分裂，进而生成更重或更轻的元素。所谓重元素或轻元素是指它们原子量的大小。

目前已知最重的元素只能藉由快中子捕获过程（rapid neutron capture process或r-process）在中子星上形成。

想像一个原子核漂浮在众多中子之中。突然之间，一堆中子在不到1秒钟的时间内附着在该原子核上，随后经历了一些内部的中子转换质子的变化。接着，像金、铂或铀这样的重元素就形成了。

最重的元素并不稳定或具有放射性，这意味着它们会随着时间而衰变。它们可以藉由分裂这种方式来衰变，这个过程被称为核分裂（或称核裂变）。

主导这项研究的该校物理学副教授罗德勒（Ian Roederer）说：“如果你想制造比铅和铋更重的元素，快中子捕获过程是必要的。”

罗德勒表示，快中子捕获过程需要大量的能量和中子，最佳的发生时间和地点为中子星诞生或死亡，或彼此相互碰撞而能提供这个过程需要的物质时。

在这项研究中，研究团队人员重新检视银河系中42颗经过充分研究的恒星中重元素的含量。他们已知有重元素在这些恒星早期的快中子捕获过程中形成。经由对这些恒星中的每种重元素的含量进行更广泛的观察，他们发现了先前未被识别的模式。

这些模式显示，有些列在元素周期表中间的元素，例如银和铑，可能是重元素分裂后的残余物质。研究人员判定快中子捕获过程能产生原子量至少260的元素。这些元素随后分裂成更轻、更稳定的元素。

罗德勒说，人们尚未在太空中或地球的自然界看过原子量为260的元素，甚至在核武测试中也未曾发现。在太空中看到这些元素能引导科学家思考核分裂与模式，帮助他们洞悉各式各样的元素是如何形成的。

上述研究成果发表在《科学》（Science）期刊上。◇