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最新研究:宇宙重元素都是由迅速旋轉(zhuǎn)的坍縮恒星產(chǎn)生的
來源:科技日報 2019-05-10 14:10:39

科技日報北京5月9日電(記者張夢然)盡管元素周期表已經(jīng)誕生150年,人們?nèi)匀徊涣私夂芏嘤钪嬷卦厥侨绾伪粍?chuàng)造出來的,包括黃金、白金以及便攜式電子產(chǎn)品中的稀土元素。據(jù)美國太空網(wǎng)9日報道的一項最新研究稱,絕大部分宇宙中的金、鈾和其他重元素,都是由迅速旋轉(zhuǎn)的坍縮恒星產(chǎn)生的。

宇宙中三種最輕的元素——氫、氦和鋰,都誕生于宇宙的最早時刻,即大爆炸后僅一分鐘左右,而元素周期表上的鐵元素大部分都是在恒星的核心形成的。但是,周期表中比鐵更重的元素(如金和鈾)的形成方式一直是個謎。

先前的研究提出了一個關(guān)鍵線索:“r-過程”,或稱為快中子捕獲過程,是在核心發(fā)生塌縮的超新星中創(chuàng)造富含中子且比鐵重的元素的過程。

2017年,借助激光干涉引力波天文臺(LIGO)和“處女座”(Virgo)引力波探測器探測到的“漣漪”,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了中子星之間的碰撞。引力波的發(fā)現(xiàn)使研究人員認(rèn)為,大多數(shù)“r-過程”元素都是在中子星合并的物質(zhì)繭中形成的。

由此,以加拿大圓周理論物理研究所科學(xué)家為首的團(tuán)隊,開發(fā)了一種計算機(jī)模擬的吸積盤(由彌散物質(zhì)組成的、圍繞中心體轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu),常見于繞恒星運動的盤狀結(jié)構(gòu)),并預(yù)測了可能會形成的塌縮。他們發(fā)現(xiàn),在這些吸積盤中,很多物質(zhì)都圍繞著新生的黑洞進(jìn)行了圓形化。

研究人員表示,這些物質(zhì)令人難以置信地?zé)崆颐埽谧顑?nèi)部區(qū)域,產(chǎn)生了“形成重元素如金和鉑金所需的初始條件”。研究認(rèn)為,坍縮物應(yīng)該產(chǎn)生了至少80%的重元素含量,而近20%來自中子星合并。

團(tuán)隊希望未來能進(jìn)一步研究元素是如何在其他類型的吸積盤中產(chǎn)生的,例如強(qiáng)磁化恒星產(chǎn)生的超新星,進(jìn)而厘清宇宙中的化學(xué)進(jìn)化和星系“組裝”問題。

關(guān)鍵詞: 宇宙重元素 坍縮恒星
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