为什么说:至少需要四种恒星?
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发布时间：2022-11-30 06:00
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时间：2023-10-31 20:32
日本理化研究所天体物理学家对矮小星系的模拟，揭示了锶等中等重金属产生的各种过程。发现至少需要四种恒星才能解释矮星系中观测到的这些金属的丰度。恒星是宇宙的炼金术士，例如元素周期表中许多较轻的元素都是由恒星的核聚变产生，但是一些较重元素的起源更加神秘。聚变反应可以使元素像铁和镍一样重，而当原子核捕获额外的中子时，甚至会产生更重的元素。
极端条件，如超新星或两颗中子星之间的合并，推动了快速中子捕获过程(r过程)。相比之下，慢中子捕获过程(s过程)发生得更为缓慢，例如，在所谓渐近巨型分支恒星的生命末期。每个过程和每个环境都会产生不同的重元素混合物。在这些过程中锻造出来的金属元素，最终会随着恒星的死亡而喷射到太空中，并可能并入新的恒星中。跟踪这些继承元素的分布，有助于理解它们是如何产生的。
例如，锶是r过程中产生的最轻的元素之一，靠近银河系矮星系中的一些恒星，具有异常高的锶钡比，这表明它们是在不同的环境中产生。为了研究这种锶的来源，日本理化研究所计算科学中心的平井裕隆和两名同事模拟了一个矮星系，其金属分布与在附近矮星系中观察到的相似，然后观察了哪些恒星过程导致锶富集。研究人员发现，在模拟中，中子星合并和渐近巨型分支星并不能解释所有锶的富集。
一些富集来自旋转的大质量恒星，恒星内部物质的混合，可以为特定形式的s过程产生中子。但最重要的发现是：捕获电子的超新星喷出物质可以形成锶钡比高度增强的恒星。电子俘获，是超新星爆炸预计将发生在质量最低的大质量恒星范围内，质量是太阳的8到10倍。这些恒星以其核心富含氧、氖和镁而闻名。研究团队现在打算对银河系及其周围恒星的元素丰度，进行更详细的模拟和观测比较。
博科园 研究/来自：日本理化研究所
参考期刊《天体物理学》
DOI: 10.3847/1538-4357/ab4654
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