銀河系深處藏著“地球沒有”的秘密

2023-12-17 | 來源: 煎蛋網 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

銀河系中42顆古老恒星的分析揭示了宇宙中首次出現的核裂變跡象，暗示著存在比地球上任何自然形成元素都重的元素。

你珠寶上的銀和金也許來自一顆巨大的古老恒星，它分裂出比地球上自然形成的任何元素都重的元素，這項新的研究表明。這項研究提供了第一個令人信服的證據，證明核裂變發生在超大質量恒星的核心。

比鐵重的元素被認為誕生於宇宙中最劇烈的爆炸中，比如中子星災難性合並。這些超高密度殘骸(由曾經巨大的恒星坍塌而成)的聚合會在不到一秒鍾的時間內創造出充滿中子的超重原子核。瞬間，擁擠的原子核似乎經歷了內部變化，並形成了銀和金等元素。

現在，對散落在銀河系暈輪的42顆非常古老恒星的化學成分進行分析，首次揭示了核裂變——原子分裂並釋放大量能量的過程——在形成這些重元素中所扮演的角色。研究團隊在一個團隊中發現了元素之間的一致模式，並發現它們很可能是核裂變的產物。

“這個過程在一秒鍾內創造了元素周期表上的所有元素，”該研究的共同作者，新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國家實驗室的理論物理學家 Matthew Mumpower 說，“這太令人難以置信了。”

這一發現表明，自然界可能會在再次分解之前，鍛造原子質量超過 260 的元素，比元素周期表末尾的元素還要重。盡管恒星演化模擬已經暗示這種重型核裂變可能會發生，但這項新的研究標志著該過程的第一個“直接證據”，該研究的 lead study 作者、北卡羅來納州立大學的物理學家和天文學家 Ian Roederer 表示。

（示意圖）

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銀河系外科學家首次發現…(圖)

恒星中的模式

這項研究於 12 月 7 日發表在《Science》雜志上，注意到這些古老恒星中發現的元素之間存在正相關，其中大部分恒星與太陽一樣大，據信是在大爆炸後的前 50 億年，即超過 90 億年前形成的。分析顯示，這些恒星中較輕元素，例如銠、銀和鈀(元素周期表上原子質量為 45 到 47)以及較重元素，例如銪、鉺和其他原子質量在 60 年代的元素都更加豐富。

Mumpower說，這 42 顆表現出這種模式的銀河系恒星“根本沒有相互交流”。“它們唯一能夠遵循完全相同趨勢的方式是，如果在每個不同的恒星中都發生著相同的過程。”

如果沒有核裂變——將原子核分裂成兩半，其中一半比另一半重——這些元素必須單獨產生。研究的共同作者、加拿大 Tri-University Meson Facility 的研究科學家 Nicole Vassh 表示，如果是這種情況，它將導致不同恒星之間元素比率顯著不同，而不是團隊檢測到的持續相關性。

Vassh 在一封電子郵件中告訴《Live Science》：“因此，核裂變可以很容易地解釋為什麼這些元素的相對量會保持一致，因為它們總是以相同的方式共生。”

“重要的是要認識到，這裡預測存在的裂變物質從未在地球上產生過，”她補充道。

其他天文學家也同意團隊對這些元素數據的解釋。

丹麥哥本哈根大學的天體物理學家 Darach Jafar Watson 沒有參與這項新研究，他告訴《化工與工程新聞》：“這種相關性非常明顯。我想不出其他解釋，雖然它不是結論性的，但它似乎是一個可能性高的合理解釋。”