r 过程核合成的新特征揭示重元素的起源

在《天体物理学杂志》上发表的一项研究中，科学家提出了快速中子俘获过程(r 过程)核合成在一种新情景下的特征：共同包层喷流超新星(CEJSNe)。这项研究为元素的起源，尤其是镧系元素以外的元素的起源提供了新的见解。

比铁重的元素的起源是物理学界的关键问题之一。恒星中的聚变燃烧产生了铁元素，而更重的元素由于库仑排斥而无法产生。然而，环境可以提供足够的温度和密度来产生它们。据信在这样的环境中发生的r 过程产生了大约一半比铁重的元素。

2017年，中子星并合事件GW081708的引力波及其余辉的发现，首次唯一证实了r过程的发生。然而，后续研究对中子星并合是r过程唯一发生地点的说法提出了质疑，因为中子星并合产生的镧系元素丰度明显低于在金属贫乏恒星中观测到的水平。

因此，其他地点，如坍缩星和磁流体动力学超新星，在 r 过程中的作用应该是不可替代的。

中国科学院近代物理研究所金世伦博士与以色列理工学院的合作者首次揭示了新位点CEJSNe中r过程的特征。

CEJSNe 指的是超新星的中子星遗迹和来自大质量双星系统晚期阶段的红超巨星。红超巨星膨胀并吞噬中子星，中子星在红超巨星外壳内盘旋，然后进入其核心。进入核心后，中子星通过吸积盘以极高的速率吸积质量，产生的高能、密集喷流可为 r 过程核合成提供适当条件。