科學(xué)家們首次發(fā)現(xiàn)了在太空中新生的重元素，這是在一對(duì)被稱為中子星的死星碰撞后產(chǎn)生的。

研究人員在描述發(fā)現(xiàn)的新研究中說，這些發(fā)現(xiàn)揭示了宇宙中最重的元素是如何產(chǎn)生的，這為化學(xué)元素形成的難題提供了一個(gè)缺失的部分。

研究的主要作者，哥本哈根大學(xué)尼爾斯·波爾研究所的天體物理學(xué)家達(dá)拉赫·沃森告訴太空網(wǎng)，該結(jié)果還證實(shí)了“中子星中有中子”。“聽起來確實(shí)很愚蠢，但這是我們不確定的事情?，F(xiàn)在，我們發(fā)現(xiàn)的所有內(nèi)容都指向僅在存在大量中子的情況下形成的元素。”

宇宙中最輕的三個(gè)元素-氫，氦和鋰-是在宇宙大爆炸之后不久的宇宙中產(chǎn)生的。數(shù)十億年后，大多數(shù)比鋰重的元素(在元素周期表中直至鐵)都在恒星的核心中被偽造。

但是，如何創(chuàng)造出比鐵重的元素(例如金和鈾)，一直是不確定的。先前的研究提出了一個(gè)關(guān)鍵線索：為了使原子生長(zhǎng)到大尺寸，它們需要快速吸收中子。這種快速的中子捕獲，簡(jiǎn)稱為“r過程”，僅在自然環(huán)境中發(fā)生，極端環(huán)境中原子被大量中子轟擊。

先前的工作表明，r過程元素的可能來源可能是中子星合并后的災(zāi)難性后果，中子星合并是災(zāi)難性爆炸性恒星死亡(稱為超新星)死亡后留下的恒星的超重核。中子星之所以得名，是因?yàn)樗鼈兊囊?qiáng)大到足以將質(zhì)子和電子壓碎在一起而形成中子。

見證中子星合并

2017年，天文學(xué)家首次目睹了一對(duì)中子星合并。科學(xué)家是通過探測(cè)引力波或時(shí)空結(jié)構(gòu)中的漣漪而發(fā)現(xiàn)的，引力波是從距地球約1.3億光年的碰撞中放射出來的。在發(fā)現(xiàn)這種被稱為GW170817的合并之后，科學(xué)家繼續(xù)從地球上進(jìn)行望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)。

沃森說：“爆炸以光速的30%傳播，因此一天就從約100公里(60英里)的大小變成了太陽系的大小。”

沃森和他的同事們懷疑，如果在GW170817期間確實(shí)形成了較重的元素，這些元素的簽名可能會(huì)在合并的爆炸性后果中被發(fā)現(xiàn)，這就是所謂的千差萬別。他們專注于光的波長(zhǎng)或光譜線，通過光譜學(xué)，科學(xué)家將其與特定元素聯(lián)系在一起。

先前的工作表明，在重星內(nèi)部存在重元素，但是直到現(xiàn)在，天文學(xué)家還無法確定后果中的單個(gè)元素。沃森說，這是因?yàn)?ldquo;較重的元素會(huì)產(chǎn)生數(shù)千萬條譜線的融合”。“我們永遠(yuǎn)無法將一個(gè)要素與另一個(gè)要素區(qū)分開。”

但是，通過重新分析2017年合并中的數(shù)據(jù)，沃森和他的同事現(xiàn)在已經(jīng)確定了火球中重元素鍶的特征。在地球上，鍶自然存在于土壤中，并集中在某些礦物質(zhì)中。鍶化合物甚至有助于使煙花呈現(xiàn)亮紅色。