古代恆星可能創造了科學未知的超重元素
科學家發現了元素週期表之外新元素世界的蛛絲馬跡。一項新的研究發現,古代恆星可能一直在生產科學界尚不知的極重元素。今天宇宙中豐富多樣的元素要歸功於恆星。這些宇宙工廠從它們所處的環境中獲取元素,並將它們融合在一起產生新元素,當恆星最終死亡時,它們將自己的勞動成果散佈到整個宇宙中。這為下一代恆星提供了更先進的起點,使它們能夠生產更多更重的元素。

但這過程的極限是什麼,一種元素能有多重?這些問題是北卡羅來納州立大學科學家最新研究的重點。
元素的輕重取決於它們的原子質量,原子質量的定義是該元素單一原子核中質子和中子的數目。天然存在的最重的元素是鈾,原子質量為238。
最重的元素是透過所謂的”r過程”產生的,這種過程只能在中子星的極端環境中發生。從本質上講,漂浮在恆星中的原子核會在幾分之一秒內被中子淹沒,然後其中一些中子會轉化為質子。這就產生了鉑或鈾等重元素原子。
“如果你想製造比鉛和鉍更重的元素,那麼r過程就是必要的。必須快速添加許多中子,但問題是這樣做需要大量的能量和中子。而找到這兩者的最佳地點是在中子星誕生或死亡時,或是在中子星碰撞並產生這一過程的原始成分時。”


研究團隊研究了銀河系中42 顆經過充分研究的恆星的成分,已知這些恆星含有在早期恆星中形成的重元素。研究人員沒有對每顆恆星進行單獨研究,而是對整個恆星群的元素豐度進行了集體研究,並發現了先前被忽略的規律。
研究人員發現,某些元素,包括釕、銠、鈀和銀,在這些恆星中含量豐富,但元素週期表中緊鄰它們的元素卻沒有同樣的相關性。研究小組說,這證明這些元素是由更重的元素衰變形成的。研究者逆向計算出,起始重元素的原子質量至少為260 u。
羅德勒說:”260這個數字是很有趣的,因為我們以前沒有在太空或地球上自然探測到這麼重的東西,即使是在核武器試驗中。但在太空中看到它們,為我們如何思考模型和裂變提供了指導–並能讓我們深入了解元素的豐富多樣性是如何形成的。”
科學家長期以來一直認為,元素週期表之外可能還有更多的元素,但它們的原子質量使它們變得不穩定,因此它們會很快衰變成更輕的元素。當然,這也使得尋找和研究它們變得異常棘手–已知最重的元素奧加涅鬆的原子質量為294 u,而實驗室中只產生過五種這種元素的原子。
這項研究發表在《科學》雜誌。