中子星之外，還有東西也在製造黃金

一項新的星系演化分析發現，中子星碰撞不會產生先前假設那麼多的重金屬。

這項研究還顯示，目前的模型無法解釋宇宙中的黃金數量，這創造了一個天文之謎。

這項工作製作了一個新的元素周期表，顯示了從碳到鈾等自然元素的恆星起源。

宇宙中所有的氫，包括地球上的每個氫分子，都是在大爆炸中產生的，大爆炸也產生了大量的氦和鋰，但沒有太多其他的東西。

其餘的自然產生的元素是由恆星內部發生的核過程形成的。

質量準確地決定了哪些元素是鍛造的，但它們都在每顆恆星的最後時刻釋放到星系中，對於真正大的恆星來說是爆炸性的，或者對於與太陽屬於同一類的恆星來說是密集的流出，類似於太陽風。

「我們可以把恆星想像成巨大的壓力鍋，在那裡創造新的元素。」

所有比鐵更重的元素，如釷和鈾，有一半被認為是中子星--燒毀的太陽的超高密度殘骸--相互碰撞形成的。

長期以來，理論上的中子星碰撞直到2017年才得到證實。

然而，現在卡拉卡斯以及天文學家小林千明和瑪麗亞盧加羅的最新分析顯示，中子星的作用可能被高估了很多，另一個恆星過程共同負責製造大部分重元素。

卡拉卡斯說：「中子星合併在宇宙早期沒有產生足夠的重元素，140億年後的今天仍然沒有產生足夠的重元素。」

「宇宙沒有以足夠快的速度來解釋它們在非常古老的恆星中的存在，而且，總體而言，沒有足夠的碰撞來解釋今天周圍這些元素的豐度。」

相反，研究人員發現，重元素需要由一種完全不同的恆星現象產生，不尋常的超新星在高速旋轉時坍塌，並產生強大的磁場。

這項發現是他們剛剛發表在「天體物理雜誌」上的研究中出現的幾個發現之一。

他們的研究是第一次從第一性原理計算出從碳到鈾的所有自然元素的恆星起源。

研究人員說，新的模型將極大地改變目前公認的宇宙演化模型。「例如，我們建立了這個新模型，可以同時解釋所有元素，但發現了足夠的銀，但沒有足夠的金，」來自英國赫特福德郡大學的合著者小林副教授說。

這項研究完善了之前計算恆星質量、年齡和排列在元素生產中的相對作用的研究。

例如，研究人員確定，小於太陽質量約8倍的恆星會產生碳、氮和氟，以及所有比鐵更重的元素的一半。

質量超過太陽8倍的大質量恆星在其生命末期也會以超新星的形式爆炸，產生從碳到鐵的許多元素，包括生命所需的大部分氧氣和鈣。

小林解釋說：「除了氫，沒有單一的元素只能由一種類型的恆星形成。」

一半的碳來自垂死的低質量恆星，另一半來自超新星。一半的鐵來自大質量恆星的正常超新星，但另一半需要另一種形式，被稱為Ia型超新星。這些超新星是在低質量恆星的雙星系統中產生的。

相比之下，受引力約束的大質量恆星對可以轉變為中子星。

當它們相互碰撞時，撞擊會產生一些自然界中發現的最重的元素，包括金。

然而，在新的模型中，這些數字不能解釋宇宙中才知道元素。

卡拉卡斯說：「即使是對中子星碰撞頻率最樂觀的估計，也不能解釋宇宙中這些元素的絕對豐度。」

「這令人驚訝。看起來旋轉的具有強磁場的超新星才是這些元素的真正來源。」

失蹤的黃金之謎可能很快就會揭開，丟失的金的天體物理問題可能通過核物理實驗來解決。

研究人員承認，未來的研究可能會發現，中子星碰撞的頻率比目前證據顯示的要高，在這種情況下，它們對構成從手機屏幕到核反應堆燃料等各種元素的貢獻可能會再次向上修正。