遠(yuǎn)古的恒星鍛造的元素比自然界中發(fā)現(xiàn)的任何東西都重

在時間之初，恒星一定能夠產(chǎn)生比地球上任何自然存在的元素都重得多的元素，或者在更廣闊的宇宙中根本無法發(fā)現(xiàn)的元素。

這是密歇根大學(xué)的伊恩·羅德勒（Ian Roederer）領(lǐng)導(dǎo)的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)在研究了銀河系中的42顆恒星后得出的結(jié)論，這些恒星的化學(xué)豐度只能通過先前產(chǎn)生原子質(zhì)量大于260的元素來解釋。

宇宙中的大多數(shù)元素——實(shí)際上，幾乎任何比氫重的東西——都是由恒星創(chuàng)造的。創(chuàng)建它們的第一種方式是融合。恒星的核心基本上是一個引擎，它將原子混合在一起以產(chǎn)生更重的元素。

這個過程可以產(chǎn)生的最重的元素是鐵。鐵融合成較重的元素需要的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于它產(chǎn)生的能量，因此在這一點(diǎn)上，恒星會自毀

另一種方式與這種自我毀滅有關(guān)。在超新星爆炸中，當(dāng)一顆恒星死亡時，以及千新星爆炸中，兩顆中子星相互撞擊，條件變得恰到好處，適合快速中子俘獲過程或r過程。

這是當(dāng)有如此多的松散中子漂浮在周圍時，它們會跳到可用的原子核上，形成更重的元素。它需要一個非常極端的、充滿活力的環(huán)境才能發(fā)生，比如超新星。

而且它發(fā)生得也非?？臁虼嗣Q中的“快速”部分。這是確認(rèn)為流程那產(chǎn)生類似黃金、鉑金、釷和鈾。但是，關(guān)于元素是如何創(chuàng)建的，我們還有很多不了解的地方。

“我們對r過程的工作原理有一個大致的了解，但該過程的條件非常極端。Roederer解釋道.

“我們不知道宇宙中有多少不同類型的站點(diǎn)可以產(chǎn)生r過程，我們不知道r過程是如何結(jié)束的，我們無法回答諸如”你能添加多少個中子“之類的問題。

“或者，一個元素能有多重？因此，我們決定研究可以由裂變在一些經(jīng)過充分研究的老恒星中，看看我們是否可以開始回答其中一些問題。

我們知道元素可以形成的另一種方法是通過核裂變。這是當(dāng)一個原子不是融合在一起，而是分裂開來的時候，結(jié)果是一個質(zhì)量較小的元素。

Roederer和他的團(tuán)隊(duì)所研究的銀河系中42顆恒星的化學(xué)成分已經(jīng)得到了很好的研究和建立。

宇宙中的第一批恒星主要由氫組成。它們在它們的核心中創(chuàng)造了元素，然后死亡，在周圍的空間中播種了被后代恒星吸收的元素。

該團(tuán)隊(duì)研究的恒星已知具有超新星爆炸期間r過程產(chǎn)生的元素。

但研究人員并不是在尋找r-process元素。他們正在尋找可能是裂變產(chǎn)物的元素，例如釕、銠、鈀和銀。而且，研究人員沒有像通常那樣單獨(dú)觀察這些恒星，而是將它們作為一個整體進(jìn)行檢查。

他們找到了一個模式。如果研究小組所研究的金屬是由r過程產(chǎn)生的，則預(yù)計(jì)某些其他元素的存在具有一定的豐度比。這些比率不存在。研究小組得出結(jié)論，這表明所討論的元素是由裂變產(chǎn)生的。

這意味著這些金屬來自哪里的早期恒星一定產(chǎn)生了比260原子質(zhì)量大得多的元素，隨后分裂形成更輕、更穩(wěn)定的元素。

我們從未觀察到這些元素在任何地方自然發(fā)生。我們在實(shí)驗(yàn)室里見過它們，但它們的半衰期很短，幾乎立即衰變。

然而，研究表明，尋找它們潛在的裂變產(chǎn)物可以告訴我們它們在更廣闊的宇宙中形成的可能性或普遍性。

“這260很有趣，因?yàn)槲覀円郧皼]有在太空或地球上自然檢測到任何如此重的東西，即使在核武器試驗(yàn)中也是如此。Roederer 說.

“但是在太空中看到它們?yōu)槲覀兲峁┝巳绾嗡伎寄Ｐ秃土炎兊闹笇?dǎo)，并且可以讓我們深入了解元素的豐富多樣性是如何形成的。

該研究已發(fā)表在科學(xué).

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