比鐵重的元素又稱「超鐵元素」，已知恆星內部能融合的最重元素只到鐵附近，更重元素來自更高溫、更高密度天體環境，比如發生於中子星合併期間的快中子捕獲過程。最近，科學家提出另一個合成超鐵元素的新機制，來自共同包層噴流超新星（CEJSNe）。

超鐵元素起源是 21 世紀物理學研究領域未解之謎，一般認為，快中子捕獲過程（R-過程）產生宇宙一半以上超鐵元素，而 2017 年，科學界除了首度發現由雙中子星併合引發的重力波事件「GW170817」，還從隨後的電磁訊號確定雙中子星合併事件發生 r-過程，這也是目前唯一被實驗證實發生 r-過程的高能環境。

中子星碰撞比例畢竟沒有那麼高，單靠此來源無法解釋在早期宇宙看到的重元素數量，於是天文學家又指出，超新星爆炸應該也會出現 R-過程以形成重元素，甚至大質量恆星塌縮、新生黑洞吸積盤條件正確，也有機會引發 R-過程。

近日，來自中國科學院近代物理研究所核子物理中心的團隊提出一種新超鐵元素來源，認為「共同包層噴流超新星」（CEJSNe）是目前最強的超鑭元素合成地點。

重元素起源不只中子星合併
一個聯星系統兩顆恆星演化至生命末期會分別變成中子星與紅超巨星，當前者陷入後者包層就會引發共同包層噴流超新星爆炸，與直覺相反的是，吞噬中子星的紅超巨星核心物質反而被中子星吸積，最終引發破壞包層的噴流，而這兩道高溫高密度噴流迅速冷卻時將成為引發 R-過程的良好環境。

研究顯示，稀土元素與超鑭元素不會同時出現在同次 R-過程，且若沒有 CEJSNe，R-過程增強星的觀測值很難被理論模型解釋。

這項超鐵元素核合成的新場景與新機制，為 R-過程特徵奠定更多基礎，未來科學家可嘗試利用強流重離子加速器等裝置產生 R-過程路徑的原子核，進行關鍵物理量相關研究，以更深入研究超鐵元素起源。

新論文發表在《天文物理學期刊》（The Astrophysical Journal ）。

「共同包層噴流超新星」

好繞口

科學家有沒有可能在宇宙中發現稀土礦？

att007 發表於 2024-9-5 01:19
好繞口

科學家有沒有可能在宇宙中發現稀土礦？

鐵是所有元素中最穩定的，原子序比鐵低的以核融合的方式産生，到了鐵之後就會停止。

超鐵元素都必須經由能量更強的超新性爆炸産生，所以行星的核心絕大部份是鐵。