研究發現古老恆星 生成宇宙中最重元素

有國際研究團隊發現，古代恆星能產生原子量（atomic mass）大於260的元素，比元素周期表中在地球自然存在的任何元素都重。這項發現加深了人們對恆星中元素形成的了解，將促使人類重新審視恆星和宇宙的演化。

美國北卡羅萊納州立大學（North Carolina State University）在新聞稿中指出，恆星是生產元素的工廠。元素在那裏不斷地融合或分裂，進而生成更重或更輕的元素。所謂重元素或輕元素是指它們原子量的大小。

目前已知最重的元素只能藉由快中子捕獲過程（rapid neutron capture process或r-process）在中子星上形成。

想像一個原子核漂浮在眾多中子之中。突然之間，一堆中子在不到1秒鐘的時間內附著在該原子核上，隨後經歷了一些內部的中子轉換質子的變化。接著，像金、鉑或鈾這樣的重元素就形成了。

最重的元素並不穩定或具有放射性，這意味著它們會隨著時間而衰變。它們可以藉由分裂這種方式來衰變，這個過程被稱為核分裂（或稱核裂變）。

主導這項研究的該校物理學副教授羅德勒（Ian Roederer）說：「如果你想製造比鉛和鉍更重的元素，快中子捕獲過程是必要的。」

羅德勒表示，快中子捕獲過程需要大量的能量和中子，最佳的發生時間和地點為中子星誕生或死亡，或彼此相互碰撞而能提供這個過程需要的物質時。

在這項研究中，研究團隊人員重新檢視銀河系中42顆經過充份研究的恆星中重元素的含量。他們已知有重元素在這些恆星早期的快中子捕獲過程中形成。經由對這些恆星中的每種重元素的含量進行更廣泛的觀察，他們發現了先前未被識別的模式。

這些模式顯示，有些列在元素周期表中間的元素，例如銀和銠，可能是重元素分裂後的殘餘物質。研究人員判定快中子捕獲過程能產生原子量至少260的元素。這些元素隨後分裂成更輕、更穩定的元素。

羅德勒說，人們尚未在太空中或地球的自然界看過原子量為260的元素，甚至在核武測試中也未曾發現。在太空中看到這些元素能引導科學家思考核分裂與模式，幫助他們洞悉各式各樣的元素是如何形成的。

上述研究成果發表在《科學》（Science）期刊上。◇

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