超新星惊喜创造元素之谜

歇根州立大学(MSU)的研究人员发现，宇宙中最重要的反应之一可以在被称为超新星的爆炸恒星内部获得巨大而出乎意料的推动力。

这一发现也挑战了如何制造一些地球重元素的想法。尤其是，它颠覆了一种理论，该理论解释了地球上钌和钼元素的某些形式或同位素的异常高含量。

密西根州立大学的稀有同位素束研究中心(FRIB)和物理与天文学系的助理教授卢克·罗伯茨说：“这令人惊讶。” 罗伯茨实施了该团队用来在超新星内部建模环境的计算机代码。“我们当然花了很多时间来确保结果正确。”

该结果于12月2日在线发表在《自然》杂志上，表明超新星的最内层区域可以比以前想象的快10倍以上的速度锻造碳原子。这种碳的产生是通过称为三重阿尔法过程的反应发生的。

Roberts的合作者之一汉德里克·沙茨(Hendrik Schatz)表示：“三重阿尔法反应在许多方面是最重要的反应。它定义了我们的存在。” Schatz是物理​​学和天文学系和稀有同位素束设施的大学杰出教授，并且是原子天体联合研究中心(JINA-CEE)联合主任。

几乎所有构成地球的原子及其上的一切(包括人类在内)都是由恒星锻造而成的。已故作家和科学家卡尔·萨根(Carl Sagan)的粉丝可能还记得他的名言：“我们都是由恒星构成的。” 也许没有一颗恒星物质对地球上的生命比通过三阿尔法过程在宇宙中产生的碳更重要。

该过程从作为氦原子或原子核核心的α粒子开始。每个α粒子由两个质子和两个中子组成。

在三阿尔法过程中，恒星将三个阿尔法粒子融合在一起，形成了一个具有六个质子和六个中子的新粒子。这是宇宙中最常见的碳形式。其他核过程也产生了其他同位素，但这些同位素仅占地球碳原子的1%以上。