我国科研人员深地实验揭秘古老恒星钙元素起源

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新华社北京10月27日电(记者赵琬微)我国科研人员通过深地实验揭示了古老恒星钙元素的起源问题。国际期刊《自然》26日在线发表了这篇题为《第一代恒星中突破碳氮氧循环的19F(p,g)20Ne反应测量》的文章。

“标准宇宙学理论认为,宇宙起源于138亿年前的一次大爆炸,在大爆炸后38万年到大约1.5亿年间,经历了没有任何发光天体的‘黑暗时代’。在黑暗时代末期,宇宙大尺度结构在暗物质引力作用下显现,诞生了第一代恒星和星系。”文章第一通讯作者,北京师范大学核科学与技术学院教授何建军说。

2014年澳大利亚天文学家观测到了一颗宇宙中迄今最古老的恒星——K型红巨星(编号SMSS0313-6708),并观测到锂、碳、镁和钙元素。然而,它的钙元素起源等问题仍然是一个谜。

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示意图:科研人员在中国锦屏地下实验室探索宇宙的奥秘。(受访者供图)

经过数年的钻研,我国科研人员在中国锦屏深地核天体物理装置上开展的实验,验证了钙来源于碳氮氧循环的突破反应这一假说,成功解释了观测到的钙元素的起源问题,强有力地支持了第一代恒星的弱超新星爆模型,并将为詹姆斯·韦布望远镜未来观测提供可靠的数据。

“中国锦屏地下实验室覆盖岩层厚达2400多米,深度居世界之首。深地实验室能够极大地降低宇宙射线造成的影响,为重要核天体反应直接测量提供了世界一流的条件。”何建军说。

《自然》审稿人认为“这是一个巨大的实验成功。这为未来的核天体物理学研究提供了新途径。这项研究结果会引起核天体物理学界的强烈兴趣,包括实验物理学、恒星建模以及观测等。这一结果毫无疑问值得发表。”

据了解,该研究得到了国家自然科学基金委重大项目和杰出青年项目等基金的资助。文章第一作者是北京师范大学张立勇副教授,第一通讯作者是北京师范大学何建军教授,中国原子能科学研究院柳卫平研究员等为共同通讯作者。

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