我國(guó)科研人員深地實(shí)驗(yàn)揭秘古老恒星鈣元素起源

我國(guó)科研人員通過深地實(shí)驗(yàn)揭示了古老恒星鈣元素的起源問題。國(guó)際期刊《自然》26日在線發(fā)表了這篇題為《第一代恒星中突破碳氮氧循環(huán)的19F(p,g)20Ne反應(yīng)測(cè)量》的文章。

“標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)理論認(rèn)為，宇宙起源于138億年前的一次大爆炸，在大爆炸后38萬(wàn)年到大約1.5億年間，經(jīng)歷了沒有任何發(fā)光天體的‘黑暗時(shí)代’。在黑暗時(shí)代末期，宇宙大尺度結(jié)構(gòu)在暗物質(zhì)引力作用下顯現(xiàn)，誕生了第一代恒星和星系。”文章第一通訊作者，北京師范大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授何建軍說。

2014年澳大利亞天文學(xué)家觀測(cè)到了一顆宇宙中迄今最古老的恒星——K型紅巨星（編號(hào)SMSS0313-6708），并觀測(cè)到鋰、碳、鎂和鈣元素。然而，它的鈣元素起源等問題仍然是一個(gè)謎。

經(jīng)過數(shù)年的鉆研，我國(guó)科研人員在中國(guó)錦屏深地核天體物理裝置上開展的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了鈣來源于碳氮氧循環(huán)的突破反應(yīng)這一假說，成功解釋了觀測(cè)到的鈣元素的起源問題，強(qiáng)有力地支持了第一代恒星的弱超新星爆模型，并將為詹姆斯·韋布望遠(yuǎn)鏡未來觀測(cè)提供可靠的數(shù)據(jù)。

“中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室覆蓋巖層厚達(dá)2400多米，深度居世界之首。深地實(shí)驗(yàn)室能夠極大地降低宇宙射線造成的影響，為重要核天體反應(yīng)直接測(cè)量提供了世界一流的條件。”何建軍說。

《自然》審稿人認(rèn)為“這是一個(gè)巨大的實(shí)驗(yàn)成功。這為未來的核天體物理學(xué)研究提供了新途徑。這項(xiàng)研究結(jié)果會(huì)引起核天體物理學(xué)界的強(qiáng)烈興趣，包括實(shí)驗(yàn)物理學(xué)、恒星建模以及觀測(cè)等。這一結(jié)果毫無(wú)疑問值得發(fā)表。”

據(jù)了解，該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委重大項(xiàng)目和杰出青年項(xiàng)目等基金的資助。文章第一作者是北京師范大學(xué)張立勇副教授，第一通訊作者是北京師范大學(xué)何建軍教授，中國(guó)原子能科學(xué)研究院柳衛(wèi)平研究員等為共同通訊作者。（記者趙琬微）