研究人员发现，远古恒星制造了异常重的元素

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研究人员发现，远古恒星制造了异常重的元素。信用:CC0公共领域

（）据北卡罗来纳州立大学：一种元素能有多重？一个国际研究小组发现，古代恒星能够产生原子质量大于260的元素，比地球上自然发现的元素周期表中的任何元素都要重。这一发现加深了我们对恒星中元素形成的理解。

实际上，我们是由恒星物质构成的。恒星是元素工厂，元素不断融合或分裂，创造出其他更轻或更重的元素。当我们提到轻元素或重元素时，我们指的是它们的原子质量。广义地说，原子质量是基于该元素的一个原子的原子核中质子和中子的数量。

已知最重的元素是通过快速中子俘获过程或r过程在中子星中产生的。想象一下，一个原子核漂浮在一堆中子中。突然，一堆中子在很短的时间内——通常不到一秒钟——粘在原子核上，然后经历一些内部中子到质子的变化，瞧！形成一种重元素，如金、铂或铀。

最重的元素不稳定或具有放射性，这意味着它们会随着时间的推移而衰变。其中一种方法是通过分裂，这个过程叫做裂变。

“如果你想制造比铅和铋更重的元素，r过程是必要的，”北卡罗来纳州立大学物理学副教授、该研究的第一作者伊恩·罗德尔说。罗德尔之前在密歇根大学。

“你必须非常快速地添加许多中子，但问题是你需要大量的能量和大量的中子来这样做，”罗德尔说。“寻找这两者的最佳地点是中子星诞生或死亡的时候，或者是中子星碰撞并产生这个过程的原始成分的时候。

“我们对r-过程的工作原理有一个大致的概念，但是过程的条件相当极端，”罗德尔说。“我们不知道宇宙中有多少种不同的位置可以产生r-过程，我们不知道r-过程如何结束，我们也无法回答像这样的问题，你可以添加多少个中子？或者说，一个元素能有多重？因此，我们决定观察一些经过充分研究的古老恒星中可能由裂变产生的元素，看看我们是否可以开始回答这些问题。”

该团队重新审视了银河系中42颗被充分研究过的恒星中的重元素含量。众所周知，这些恒星在早期恒星的r过程中形成了重元素。通过对这些恒星中发现的每种重元素的总量进行更广泛的观察，而不是像更常见的那样单独观察，他们确定了以前未被认识的模式。这项工作发表在《科学》杂志上。

这些模式表明，元素周期表中间附近列出的一些元素——如银和铑——可能是重元素裂变的残余物。该团队能够确定r-过程可以在裂变前产生原子质量至少为260的原子。

“这260是有趣的，因为我们以前从未在太空或地球上检测到如此重的东西，即使是在核武器试验中，”罗德尔说。“但在太空中看到它们给了我们如何思考模型和裂变的指导——并可以让我们深入了解元素的丰富多样性是如何形成的。”