古老恆星的秘密 出現地球不存在的未知元素(圖)

宇宙的秘密，對於人類而言依舊不計其數。（圖片來源：Adobe Stock）

人類歷史的長河中，宇宙一直是引發好奇與思考的源頭。關於宇宙是由什麼組成，科學家在過去的世紀中揭示了恆星的關鍵作用，恆星在宇宙中扮演了基本的角色，影響著幾乎所有事物，包括元素週期表上的元素。

宇宙組成揭密

每顆恆星的誕生、存在和終結都會產生週期表中的元素，元素在宇宙中不斷生成和轉化，形成了複雜的元素譜系，其中包括我們熟知的氫、氧、金和鈾等。這一循環開始於約 140 億年前，這過程到至今仍在不斷重複。然而，如何測量整個宇宙組成的方法仍然難以實現，因為宇宙中的物體擁有不同的成分，反映了它們不同形成的環境和歷史。

人類瞭解的元素周期表中，氫是最輕的原子，也是宇宙中最早誕生、數量最多的元素，氫佔宇宙物質的91.2%。然而，五彩斑斕的宇宙不僅僅來自氫元素，不同的元素以恆星、氣體雲、行星、彗星、小行星和流星的形式集結在一起，共同營造著宇宙。與宇宙不同的是，人體中最豐富的元素是氧，佔每個人體重的65%，碳則是第二豐富的元素。　

一個元素可以多重？北卡羅萊納州立大學團隊為解惑這些問題進行研究。宇宙的構成充滿神秘，美國北卡羅萊納州立大學的研究團隊深入追查，揭示了元素多樣性的謎底。北卡羅萊納州立大學在新聞稿中提出恆星是元素的製造廠，在那裡，它們不斷地將元素融合或分裂，形成我們所知更重或更輕的元素。元素的重量主要寄託在原子質量，目前已知最重的元素是鈾，擁有238 u的原子質量。

最新的研究證據發表在英文學術期刊《科學》上，古老的恆星竟能誕生出原子質量超過260 u的未知極重元素，比地球上任何元素都更加沉重。這一發現加深了我們對於恆星中元素生成的理解，迫使人類重新審視宇宙和恆星的演變。

重元素的生成

目前所知最重的元素──鈾，僅能透過快中子捕獲過程在中子星上生成。想像一個原子核漂浮在一群中子當中，突然間，不到 1 秒的時間內，一群中子附著在這個原子核上，最後發生一些內部的中子轉換質子的變化，就形成了像金、鉑或鈾這樣的重元素。

科學研究顯示，最重的元素其實沒有穩定性或是放射性，這表示它們會隨著時間而衰變，這種衰變過程被稱為核分裂（或核裂變）。物理學副教授伊恩·羅德勒認為，想要製造比鉛和鉍更重的元素，就必須仰賴快中子捕獲過程。由於過程需要龐大的能量和中子，最佳發生時機點是在中子星的誕生或死亡，或者當中子星相互碰撞提供所需物質的時刻。

這項研究中，研究團隊重新審視了銀河系中的42顆恆星，關注它們的重元素含量。這些恆星早期的快中子捕獲過程形成了一些重元素。通過對每種重元素的更廣泛觀察，研究人員發現了以前未被識別的模式。研究推斷，一些位於元素週期表中的元素，可能是重元素分裂後的殘餘物質。快中子捕獲過程能產生原子量至少260 u的元素，隨後這些元素分裂成更輕、更穩定的元素。羅德勒表示，在太空中發現這些元素，使科學家們能夠深入研究核分裂和模式，進而理解各種元素是如何形成的，因為目前在地球的自然界中尚未發現原子量為260 u的元素，甚至在核武測試中也未曾觀察到。