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远古恒星与超重元素之谜
元素能有多重？一个国际研究团队发现，远古恒星能产生的元素原子量超过260，这比地球上自然存在的任何元素都要重。这一发现加深了我们对恒星中元素形成的理解。
我们真的由星辰物质构成。恒星是元素的工厂，在那里，元素不断融合或分解，形成其它轻的或重的元素。谈到轻元素或重元素，我们指的是它们的原子量。一般来说，原子量基于一个元素原子核中的质子和中子数量。
只有在中子星的快速中子捕获过程，或r过程中，才知道会产生最重的元素。想象一个原子核在密集的中子汤中漂浮。突然，在很短的时间内—通常不到一秒钟—许多中子黏附到原子核上，然后经历一些内部的中子转换成质子的变化，瞧！一个重元素，例如黄金、铂或铀，就形成了。
最重的元素是不稳定或放射性的，意味着它们会随时间衰变。它们做到这一点的一种方式是分裂，这个过程称为裂变。
Ian Roederer，北卡罗来纳州立大学物理学副教授，同时也是这项研究的主要作者，他之前在密歇根大学工作。“如果你想制造比铅和铋更重的元素，r过程是必需的”，Roederer 说道。“你需要迅速增加很多中子，但关键在于，你需要大量的能量和中子来完成这一过程。这些在中子星诞生或死亡时，或中子星碰撞并产生r过程所需原材料时最容易找到。”
他说：“我们对r过程的工作原理有了大致的认识，但其条件非常极端。” “我们还不太清楚宇宙中有多少不同的场所能够产生r过程，我们也不知道r过程是如何结束的，同样，我们无法回答例如，可以增加多少中子？或者元素能重到什么程度？因此，我们决定检查一些经过良好研究的古老恒星中由裂变制造出的元素，看看能否开始回答这些问题。”
该团队重新审视了在银河系中42颗已知含有较早一代恒星通过r过程形成的重元素的恒星中，各种重元素的数量。他们通过整体观察这些恒星中每一种重元素的数量，而非更常见的单独考量每一种元素，识别出了此前未被认识到的模式。
这些模式表明，周期表中间区域的一些元素——例如银和铑——很可能是重元素裂变的残留物。通过这项研究，团队确定r过程至少可以产生原子量为260的原子，然后这些原子再发生裂变。
Roederer说：“260这个数字很有趣，因为我们在太空中或自然界中，甚至在核武器测试中，都没有检测到那么重的元素。” “但在空间中看到它们，可以为我们思考模型和裂变提供指导——也可能让我们深入了解丰富多样的元素是如何形成的。”
本文译自 NC State News，由 BALI 编辑发布。