2025-11-26 21:52来源:本站
在银河系恒星的发射光谱中已经发现了裂变产生原子核的明确证据。这些裂变碎片已经被理论模型预测到,但以前从未观察到,这表明中子星合并和一些超新星产生的元素比以前在自然界中看到的任何元素都要重。
比铋-209重的元素都是放射性的,所以制造它们自然需要高能量的快中子轰击,使原子核在之前的捕获事件中衰变之前捕获每个中子。自2017年激光干涉仪引力波天文台(Ligo)进行观测以来,这一过程被称为r过程,在中子星合并中被记录下来,但它是否发生在其他恒星事件中仍存在激烈争论。

新的证据表明,超重元素可以在中子星合并过程中产生
极快的中子轰击应该会产生重的、易裂变的原子核,而这些原子核的碎片应该会被合并成新的恒星。这些原子核的裂变应该产生具有可预测质量比的碎片。因此,核天体物理学家预测,高富集重核的恒星——这意味着它们是由经历了非常强烈的r过程的物质形成的——应该额外富集特定的元素,包括银、钯、铂和锇,这些元素代表了更重核的裂变产物。
北卡罗莱纳州立大学的天文学家Ian Roederer和一个国际小组的同事研究了来自银河系的42颗编目恒星光谱。他们特别分析了质量在42到78之间的原子核以及铕-151和铕-153的吸收谱线的相对强度。然后,研究小组比较了铕与铁的比例(一种衡量恒星在r过程元素中富集程度的常用方法),发现即使他们减去r过程可以解释的直接富集,在裂变碎片可能出现的特定光谱区域仍有很强的富集。
Roederer说,虽然裂变碎片似乎不可避免地会出现,但定量测量是无价的,它最终使他们能够估计r过程可以产生的最高质量。他指出:“根据我们发现的质量,它至少是260颗。”“说实话,我没想到会发现这么强烈的签名。Roederer解释说,未来的工作将旨在提供更清晰的衰变事件类型,这些事件可能会带来该团队发现的富集概况。
瑞士巴塞尔大学的理论天体物理学家Friedel Thielemann说:“多年来,裂变一直被包括在r过程计算中,但它依赖于裂变屏障和裂变碎片分布等的理论计算……它从未如此仔细地与观测特征进行过比较。”从这个意义上说,这是一个非常雄心勃勃的方法,也是一个非常谨慎的方法。尽管他承认这个想法是“推测性的”,但蒂勒曼希望,随着观测的改进,也许有一天可以执行相反的过程——而不是需要模拟高能、不稳定的原子核来解释天文观测,研究人员可能能够使用天文观测来限制不稳定原子核的计算。


