在浩大的宇宙中，元素的发源一向是科学家们摸索的主要范畴。特别是比铁更重的超铁元素，它们的构成机制更是二十一世纪物理学的一年夜未解之谜。近日，中国科学院近代物理研究所核物理中间研究员金仕纶和其合作者，在这一范畴获得了主要进展，提出了新的超铁元素核合成机制，为解开这一宇宙奥秘供给了新的线索。相干功效颁发在《天体物理学报》(The Astrophysical Jo开博体育urnal)上。

超铁元素发源之谜与挑战

超铁元素，即宇宙中比铁更重的元素，它们的存在和发源一向是科学家们存眷的核心。在恒星内部，经由过程熔合燃烧进程可以发生到铁四周的元素，但是超铁元素的构成则需要更高温度和更高密度的爆发性天体情况。

此中，快中子俘获进程（r-进程）被认为是发生约一半超铁元素的主要路子。但是，虽然科学家们对r-进程进行了深切的研究，但今朝的理论其实不能周全注释不雅测现象。

2017年，科学家经由过程引力波和随后的电磁旌旗灯号肯定了双中子星归并事务(GW081708)产生了r-进程，这是今朝独一被尝试证实的r-进程产生地址。但是一系列研究注解，今朝的理论其实不能周全地注释不雅测现象，如发生的稀土元素的含量较着少在宇宙中年夜量贫金属星的不雅测值。

“为了寻觅谜底，科学家们需要普遍摸索其他可能的r-进程产生地址。”金仕纶告知《中国科学报》。

今朝，除已知的双中子星归并事务外，理论学家认为r-进程还可能产生在坍缩星和磁动弹超新星爆发。

但是，这些理论模子依然没法完全注释不雅测到的超铁元素散布和含量。

超铁元素核合成的新场景

在这项新研究中，金仕纶和其合作者初次提出了共有包层喷射流超新星爆发（CEJSNe）中产生r-进程的核合成机制和其特点。这一机制的提出，为注释超铁元素的发源供给了新的视角。

“当一个双星系统在生命的末期别离演变成中子星和红超巨星时，一场宇宙中的绚丽跳舞行将上演。红超巨星会吞噬中子星，构成一个慎密的双星系统。”金仕纶暗示，在这个进程中，中子星最先吸积红超巨星的核芯物资。

跟着吸积的不竭加重，中子星的引力逐步占有优势，终究构成一个向南北极发射的高温高密喷射流。这一喷射流敏捷冷却，为r-进程供给了适合的产生情况。

研究团队发现，CEJSNe是今朝最强的超镧元素合成地址。经由过程提取被标定为r-进程加强星的天文不雅丈量和相干理论模子值，他们进行了深切的阐发和比力。研究发现，CEJSNe与其他理论模子显现出很好的反联系关系关系。这注解，丰硕的稀土元素和超镧元素不克不及同时呈现在统一次r-进程核合成中。这一发现为注释宇宙中稀土元素和超镧元素的散布供给了新的线索。

更主要的是，假如没有CEJSNe的进献，r-进程加强星的不雅测值将很难被现有理论模子注释。这注解，CEJSNe在超铁元素核合成中饰演着相当主要的脚色。这一研究功效不但晋升了r-进程核合成理论的完整性，也为将来的研究供给了新的标的目的和思绪。

深切摸索超铁元素核合成的奥秘

超铁元素核合成新场景和新机制的提出，对进一步揭露r-进程核合成特点具有主要意义，也为人类摸索宇宙奥秘供给了新的视角和东西。

但是，要深切理解这一机制并验证其准确性，还需要更多的尝试和不雅测数据撑持。

“将来，科学家有望操纵强流重离子加快器（HIAF）等进步前辈装配发生r-进程路径的原子核，并展开要害物理量的相干研究。经由过程这些尝试，科学家们可以更直接地研究r-进程的产生和超铁元素的构成进程，从而更深切地舆解这一宇宙奥秘的素质。”金仕纶说。

另外，跟着天文不雅测手艺的不竭成长，科学家们也有望在将来的不雅测中发现更多的CEJSNe事务，并对其进行具体的研究和阐发。这些不雅测数据将为验证和完美超铁元素核合成新机制供给主要的根据和撑持。

相干论文信息：https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad5f8e

共有包层喷射流超新星爆发艺术图。近代物理研究所供图。

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