超新星驚喜創造元素之謎

歇根州立大學(MSU)的研究人員發現，宇宙中最重要的反應之一可以在被稱為超新星的爆炸恒星內部獲得巨大而出乎意料的推動力。

這一發現也挑戰了如何制造一些地球重元素的想法。尤其是，它顛覆了一種理論，該理論解釋了地球上釕和鉬元素的某些形式或同位素的異常高含量。

密西根州立大學的稀有同位素束研究中心(FRIB)和物理與天文學系的助理教授盧克·羅伯茨說：“這令人驚訝。” 羅伯茨實施了該團隊用來在超新星內部建模環境的計算機代碼。“我們當然花了很多時間來確保結果正確。”

該結果于12月2日在線發表在《自然》雜志上，表明超新星的最內層區域可以比以前想象的快10倍以上的速度鍛造碳原子。這種碳的產生是通過稱為三重阿爾法過程的反應發生的。

Roberts的合作者之一漢德里克·沙茨(Hendrik Schatz)表示：“三重阿爾法反應在許多方面是最重要的反應。它定義了我們的存在。” Schatz是物理??學和天文學系和稀有同位素束設施的大學杰出教授，并且是原子天體聯合研究中心(JINA-CEE)聯合主任。

幾乎所有構成地球的原子及其上的一切(包括人類在內)都是由恒星鍛造而成的。已故作家和科學家卡爾·薩根(Carl Sagan)的粉絲可能還記得他的名言：“我們都是由恒星構成的。” 也許沒有一顆恒星物質對地球上的生命比通過三阿爾法過程在宇宙中產生的碳更重要。

該過程從作為氦原子或原子核核心的α粒子開始。每個α粒子由兩個質子和兩個中子組成。

在三阿爾法過程中，恒星將三個阿爾法粒子融合在一起，形成了一個具有六個質子和六個中子的新粒子。這是宇宙中最常見的碳形式。其他核過程也產生了其他同位素，但這些同位素僅占地球碳原子的1%以上。