圖片來源：ESO, ¿UK SERC/PPARC |
科學家們發現了證據，表明銀河系中有三顆遙遠的恆星含有大量的鉛元素。今天發表在《自然》雜誌上的這些發現，為普遍接受的關於普通恆星如何產生宇宙中大約一半最重穩定元素的模型提供了首次實驗支援。
研究人員與位於智利的歐洲南方天文臺的一架望遠鏡合作，捕捉到了三顆南部恆星——HD 187861、HD 196944（見圖）和HD 224959——的吸收光譜，發現這三顆恆星都含有過量的鉛。“這是首次探測到鉛星，”主要作者索菲·範·埃克說。“這些恆星幾乎完全富含鉛。而且，所有三顆恆星中的丰度都顯示出驚人的相似性。”
恆星中高含量的鉛使科學家能夠檢驗他們用來解釋氫、氦和鋰（大爆炸立即產生的輕元素）之後產生的更重元素的模型。理論認為，比鐵（包含 26 個質子和 30 箇中子）更重的元素是在恆星中透過新增中子產生的。這種所謂的中子俘獲可以透過 r-過程在超新星中快速發生，或者可以透過 s-過程在接近生命末期的普通恆星中以更悠閒的速度發生。
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由於 s-過程發生在恆星生命末期，當它在其漸近巨星分支 (AGF) 階段燃燒掉氦時，因此很難直接研究。在新的報告中，科學家們利用了雙星系統，其中一顆恆星已經死亡，目前是一顆暗淡的白矮星。年輕伴星的大氣層吸收了垂死恆星噴射出的大部分物質，從而提供了核合成的特徵——即在其中發生的從較輕元素到較重元素的積累。
根據公認的模型，如果 s-過程在金屬含量相對較低的恆星中有效，它將產生大量的重核，直至包括鉛。任何進一步的 s-過程都將產生不穩定的、更重的原子核，這些原子核將衰變回鉛，從而導致元素過量。“預測丰度與觀測丰度之間的極好一致性加強了我們目前對恆星深處 s-過程詳細運作的理解，”範·埃克指出，“因此構成了關於宇宙中最重穩定元素如何形成的重要資訊。”