让人很难置信的重大发现：初次发现宇宙核分裂转变

大家获得了愈加多的观测数据，宇宙正在对大家说‘嘿，这里有个征兆，只可能来自分裂转变。'

据了解两颗中子星合并会产生动荡的环境，可以在这里锻造出宇宙中的重元素（如黄金）

(图片来源：洛斯阿拉莫斯国家实验室马修-蒙波尔（Matthew Mumpower）

科学家初次发现了恒星间核分裂转变的征兆。该发现支持一种看法：中子星撞击时会产生 超重 元素--比元素周期表中最重的元素还要重--然后通过核分裂转变分解出轻元素，如珠宝中的黄金。

大体上来讲，核分裂转变与核聚变是相反的。核聚变指轻元素撞击产生重元素，而核分裂转变则是重元素分裂产生轻元素，并释放能量的过程。核分裂转变也是大家都知道的，它事实上就是地球上核电站产生能量的基础——然而，在此之前，大家从未发现恒星中发生过核分裂转变。

研究报告的一同作者、洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家马修-蒙波尔（Matthew Mumpower）在一份声明中表示：大家一直觉得分裂转变发生在宇宙中，但到现在为止，还没人可以证明这一点。“

由北卡罗来纳州立大学科学家伊恩-罗德勒（Ian Roederer）领导的研究小组搜索了有关恒星中各种元素的数据，初次发现了中子星合并时可能发生核分裂转变的证据。这类发现能够帮助解开宇宙重元素的来源之谜。

科学家们了解，核聚变不止是恒星的主要能量来源，也是锻造各种元素的力量，其中“最重的”元素是铁元素。

然而，金和铀等较重元素所谓的核合成过程却看上去有的神秘。科学家们猜测，这类珍贵而稀少的重元素是在两颗密度惊人的死星--中子星--发生碰撞并合并时产生的，这种碰撞和合并创造出的环境十分动荡，足以锻造出即便在最动荡的恒星中心也没办法产生的元素。

芒鲍尔和研究小组发现的核分裂转变证据是，在某些恒星中，“轻型精密金属”（如银）和 稀土核（如铕）之间存在有关性。科学家们发现，当其中一组元素上升时，另一组中的相应元素也会上升。

研究小组的研究还表明，原子水平（原子核中质子和中子的数目）大于 260 的元素可能存在于中子星撞击的周围，即便只不过短暂存在。这比元素周期表 重端 的很多元素都要重得多。

蒙波尔说：“在不一样的恒星中出现这样的情况的唯一合理渠道是，在重元素形成过程中存在一个一致的运作过程。这是让人很难置信的重大现象，也是宇宙中正在进行分裂转变的首个个证据，证实了大家几年首要条件出的理论。”

“大家获得了愈加多的观测数据，宇宙正在对大家说‘嘿，这里有个征兆，只可能来自分裂转变。’”

中子星和核分裂转变

中子星在大水平恒星的内在核聚变过程所需的燃料提供耗尽时产生，这意味着支撑它们抵御自己引力向内推力的能量消失了。当这类垂死恒星的外层被吹走时，水平为太阳一到两倍的恒星内核就会坍缩至大约 12 英里（20 公里）宽。

这种内核坍缩发生得非常快，以至于电子和质子被迫聚集在一块，形成了密度巨大的中子星海，假如把一汤匙这种中子星 物质 带到地球上，其重量将超越 10 亿吨。

这类的恒星以双星配对的形式存在时，会围绕他们旋转。当它们绕着彼此旋转时会失去角动量，由于它们会在时空中发出无形的涟漪，这种涟漪被叫做引力波，致使中子星最后相撞、合并。而且鉴于其极端而奇异的特质，它们能创造出很动荡的环境并不让人意料之外。

最后形成的中子星合并会释放出很多的自由中子，这类中子一般与原子核中的质子结合在一块。这使这类环境中其他原子核能飞速抓住这类自由中子--该过程被叫做迅速中子俘获或 “r-过程”。这使得原子核变得愈加重，从而产生不稳定的超重元素。这类超重元素随后会发生分裂转变，分裂成金等较轻的稳定元素。

2020 年，蒙波尔预测了 r 过程产生的原子核的 分裂转变碎片 将怎么样分布。随后，芒鲍尔的合作者、TRIUMF 科学家尼科尔-瓦什（Nicole Vassh）计算了r过程将怎么样一同产生钌、铑、钯和银等轻型精密金属，与铕、钆、镝和钬等稀土原子核。

这一预测不仅能够通过察看中子星合并来验证，还可以通过察看由r过程产生的物质富集的恒星中的元素丰度来验证。

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这项新研究察看了42颗恒星，发现了瓦什所预测的精确有关性，从而显示出比元素周期表中更重的元素分裂转变和衰变的明显特点，进一步证实了中子星碰撞确实能锻造比铁更重的元素。

“对于一些因r过程而增强的恒星，大家拥有足够多的数据，在这类恒星中，能发现这种高度关联性。每当自然界产生一个银原子时，它也会按比率产生更重的稀土原子核。这类元素群的构成是同步的，”蒙波尔总结道，“大家已经证明，致使这一现象的只有一种机制——那就是分裂转变——而大家从 20 世纪 50 年代起就一直为此绞尽脑汁。”

研究小组的研究成就发表在12月6日出版的《科学》杂志上。

BY: Robert Lea

FY: 33

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