在“令人难以置信的深度”发现中首次发现宇宙核裂变

科学家们首次发现了恒星之间发生核裂变的迹象。这一发现支持这样的观点，即当中子星碰撞在一起时，它们会产生“超重”元素——比元素周期表中最重的元素更重——然后这些元素通过核裂变将黄金等元素融入您的珠宝中。

核裂变基本上相反核聚变。核聚变是指较轻元素分解形成较重元素，而核裂变是重元素分裂形成较轻元素时释放能量的过程。核裂变也是众所周知的。它实际上是这里发电的核电站的基础土地 -然而，从未见过这种情况发生在星星在此之前。

“人们认为宇宙中正在发生裂变，但直到现在，还没有人能够证明这一点，”该研究的合著者、洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家马修·蒙博尔说，他在一份声明中说道。

由北卡罗来纳州立大学科学家 Ian Roederer 领导的研究小组梳理了恒星中多种元素的数据，发现了中子星合并时可能发生核裂变的第一个证据。这些发现可能有助于解开其位置之谜宇宙重元素来自。

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科学家知道，核聚变不仅是恒星的主要能量来源，也是形成多种元素的力量，其中最重的是铁。

然而，金和铀等重元素的所谓核合成的情况有些模糊。科学家怀疑这些有价值且稀有的重元素源自两颗极其致密的死亡恒星 – 中子星 – 它们碰撞并合并，创造出一个足以产生即使在最不稳定的恒星核心也无法产生的元素的环境。

Mumpower 和团队发现的核裂变证据是以银等“微小轻金属”与某些恒星中出现的铕等“稀土原子核”之间的关系的形式出现的。科学家们发现，当其中一组元素增加时，另一组中相应的元素也会增加。

该团队的研究还表明，具有原子质量的元素有多种元素质子和中子在原子核中，可能存在超过 260 次中子星碰撞，即使这种存在很短暂。它比元素周期表“重端”的许多元素重得多。

Mumpower 说：“不同恒星之间出现这种情况的唯一可能的方式是，在重元素的形成过程中是否存在一致的过程。” “这是极其深刻的，是宇宙中裂变的第一个证据，证实了我们几年前提出的理论。”

“随着我们获得更多的观察结果，宇宙说，‘嘿，这里有一个签名，它只能来自裂变。’”

中子星和核裂变

当大质量恒星达到内部核聚变的燃料供应终点时，就会产生中子星，这意味着它们必须支持它们抵抗自身内部推力的能量重力它停止了。当这些垂死恒星的外层塌陷时，就会形成质量为恒星质量一到两倍的恒星核心。太阳它塌陷约12英里（20公里）宽。

这种根本性的崩溃发生得非常快电子质子被迫聚集在一起，形成一片中子海，其密度如此之大，以至于一汤匙中子星“物质”如果带到地球，其重量就会超过十亿吨。

当这些极端恒星成对存在时，它们会围绕彼此旋转。当它们相互绕转时，它们会失去角动量，因为它们在时空中发出无形的涟漪，称为角动量引力波。这会导致中子星碰撞并最终合并，鉴于其极端和奇异的性质，毫不奇怪，创造了一个极其暴力的环境。

最后的中子星合并释放了大量的自由中子，这些粒子通常与原子核中的质子相关。这可以让这些环境中的其他原子核快速捕获这些自由中子——这一过程称为快速中子捕获或“r-过程”。这使得原子核变得更重，导致超重和不稳定元素的形成。然后，这些超重元素可以发生裂变，分裂成更轻、更稳定的元素，例如金。

2020年，Mumpower预测了r过程产生的原子核“裂变碎片”将如何分布。 Mumpower 合作者兼 TRIUMF 科学家 Nicole Fach 随后计算了 r 工艺如何联产精细轻金属，如钌、铑、钯和银，以及稀土原子核，如铕、钆和镝。还有钬。

这一预测不仅可以通过观察中子星合并来检验，还可以通过观察恒星中因 r 过程产生的物质而富集的元素丰度来检验。

这项新研究观察了 42 颗恒星，发现了法什预测的确切相关性，显示出比元素周期表中重的元素裂变和衰变的明显迹象，进一步证实中子星碰撞确实是比铁重的元素发生的场所是伪造的。

“在我们有足够数据的 R 增强恒星中，这种相关性非常强。所有时间自然产生玉米对于银，它们还产生相应较重的稀土原子核。 “这些元素簇的形成正在顺利进行中。我们已经证明，只有一种机制可能是造成这一现象的原因——裂变——自 20 世纪 50 年代以来，人们一直在为此绞尽脑汁，”Mumpower 总结道。

该团队的研究发表在该杂志12月6日号上科学。