周期表中許多最珍貴元素的起源，如金，銀和鉑金，使科學(xué)家們困惑了六十多年。現(xiàn)在最近的一項研究得出了一個答案，在遙遠(yuǎn)的矮星系的微弱星光中恍然大悟。

在今天發(fā)表的圓桌討論會上，卡夫利基金會與發(fā)現(xiàn)背后的兩位研究人員討論了為什么這些重元素的來源(統(tǒng)稱為“r-過程”元素)難以破解的原因。

“理解重型r過程元素是如何形成的，是核物理學(xué)中最難的問題之一，”麻省理工學(xué)院(MIT)物理系助理教授，麻省理工學(xué)院卡夫利研究所成員Anna Frebel說。天體物理學(xué)和空間研究(MKI)。

“這些真正重元素的生產(chǎn)耗費(fèi)了大量能量，幾乎不可能通過實(shí)驗(yàn)來制造它們，”弗雷貝爾繼續(xù)道。“制作它們的過程在地球上不起作用。所以我們不得不使用宇宙中的恒星和物體作為我們的實(shí)驗(yàn)室。”

研究結(jié)果還證明了如何確定恒星的內(nèi)容可以揭示出星系恒星的歷史。綽號“恒星考古學(xué)”的這種方法越來越多地允許天體物理學(xué)家更多地了解早期宇宙中的條件。

“我真的認(rèn)為這些研究結(jié)果為研究星系形成與個體恒星以及某種程度上的單個元素打開了一扇新的大門，”弗雷貝爾說。“我們正在認(rèn)真地將真正小規(guī)模的恒星與真正大規(guī)模的星系聯(lián)系起來。”

在20世紀(jì)50年代后期，核物理學(xué)家已經(jīng)研究出宇宙某處的極端條件，充滿了稱為中子的亞原子粒子，必須作為r-過程元素的鍛造，其中還包括鈾和鉛等熟悉的物質(zhì)。巨星的爆炸和宇宙中最密集恒星的罕見合并，稱為中子星，是最可信的來源。但是觀察證據(jù)非常缺乏。

MKI的研究人員現(xiàn)已填補(bǔ)了這一觀察空白。一顆名為Reticulum II的小星系中幾顆最亮的恒星的星光分析表明這些恒星含有大量的r-過程元素。

由于恒星不可能自己制造重元素，因此Reticulum II過去的某些事件必須“播種”并豐富了成長為這些恒星的物質(zhì)。恒星元素的豐富性直接暗示著兩顆中子星的碰撞。

弗雷貝爾的研究生亞歷山大·吉在智利拉斯坎帕納斯天文臺使用麥哲倫望遠(yuǎn)鏡時，在網(wǎng)狀物II中發(fā)現(xiàn)了豐富的恒星。他是3月31日在“ 自然 ”雜志上發(fā)表的關(guān)于這一發(fā)現(xiàn)的論文的第一作者。

“當(dāng)我們在望遠(yuǎn)鏡中讀出第一顆恒星的r-過程內(nèi)容時，它看起來就像是錯誤的，就像它不可能從這個星系中出來一樣!” 吉說，在圓桌會議上。“我花了很長時間確保望遠(yuǎn)鏡指向正確的恒星。”

Ji進(jìn)一步評論了該發(fā)現(xiàn)如何幫助最終講述r-process元素如何存在的故事。“我認(rèn)為吸引人們接觸天文學(xué)的一件事就是理解我們周圍一切的起源。”

加州大學(xué)圣克魯茲分校天文學(xué)和天體物理學(xué)教授恩里科·拉米雷斯 - 魯伊斯參加了吉安和弗雷貝爾的圓桌會議。

“我一直在研究中子星合并，所以我非常高興看到Alex和Anna的結(jié)果，”沒有參與這項研究的Ramirez-Ruiz說。“他們的研究確實(shí)是一種吸煙槍，這種特殊的矮星系在這個特殊的矮星系的歷史很早就發(fā)生了異乎尋常的中子星合并，并且可能在許多其他小星系中也是如此。因此，中子星合并可能是造成大部分珍貴星系的原因。在整個宇宙中我們稱之為r-過程元素的物質(zhì)。“