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1957年，一篇長(zhǎng)達(dá)108頁(yè)的論文問(wèn)世。論文詳細(xì)探討了元素是如何在恒星生命周期的不同階段形成的，解釋了氫轉(zhuǎn)化為氦的核合成過(guò)程，并擴(kuò)展到了碳、氧、硅、硫、氬、鈣直到鐵等重元素的生成。它告訴我們，我們生活的這個(gè)世界中的許多元素都誕生于恒星中。正如卡爾·薩根所說(shuō)，“宇宙就在我們的身體中，我們都是星塵”。

這篇題為《恒星中的元素合成》的論文成了化學(xué)元素的宇宙起源的奠基性研究，人們常以四位論文作者（伯比奇夫婦、福勒與霍伊爾）的姓氏開(kāi)頭字母將它簡(jiǎn)稱為B2FH。這四位科學(xué)家還證明了，超新星爆發(fā)時(shí)的快中子捕獲過(guò)程創(chuàng)造了比鐵更重的元素，從而將恒星的組成進(jìn)一步擴(kuò)展到金、鉑和鈾等元素。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，宇宙中所有氫元素都是從宇宙大爆炸中產(chǎn)生的。大爆炸同樣制造了氦和少量鋰。這些就是恒星制作“元素料理”的“原材料”。恒星可以被想象成一個(gè)巨大的“高壓鍋”，新的元素在其中不斷生成。創(chuàng)造這些元素的反應(yīng)也提供了能量，使恒星能在數(shù)十億年內(nèi)發(fā)光發(fā)熱。隨著恒星年齡的增長(zhǎng)，它們的內(nèi)部溫度不斷升高，隨之產(chǎn)生越來(lái)越重的元素。（更多有關(guān)元素的宇宙起源介紹，詳見(jiàn)《來(lái)自________的你》以及《1、2、3……118》。）

質(zhì)量決定了哪些元素會(huì)被鍛造出來(lái)，在每顆恒星生命的最后時(shí)刻，這些元素會(huì)被釋放到星系中。比如，如果是質(zhì)量非常大的恒星，元素可能會(huì)被爆炸性地釋出，如果是和太陽(yáng)質(zhì)量差不多的恒星，這些元素則會(huì)密集地流出，類似太陽(yáng)風(fēng)那樣。

隨著人們對(duì)元素的宇宙起源的認(rèn)識(shí)，一張多彩的元素周期表逐步完善。但近期的一項(xiàng)新研究似乎有意改寫(xiě)這份結(jié)果。在一項(xiàng)發(fā)表于《天體物理學(xué)期刊》的研究對(duì)宇宙演化模型提出了新挑戰(zhàn)。新研究還生成了一張看起來(lái)不一樣的“新版本”元素周期表，更詳細(xì)展示了從碳到鈾等自然形成的元素的恒星起源。

新的研究首次根據(jù)第一性原理計(jì)算出了從碳到鈾的所有自然元素的恒星起源。研究人員利用到了理論上的核合成產(chǎn)量以及所有化學(xué)富集來(lái)源的事件概率，并在先前研究的基礎(chǔ)上改進(jìn)，更詳細(xì)地計(jì)算了恒星質(zhì)量、年齡和排列在元素形成中的相對(duì)作用。

研究的第一作者小林千晶（Chiaki Kobayashi）介紹，幾乎沒(méi)有任何一種元素僅僅是通過(guò)一種恒星形成的。比如，一部分碳元素是由垂死的小質(zhì)量恒星生成的，而另一部分則來(lái)自超新星。對(duì)鐵來(lái)說(shuō)，一部分來(lái)自大質(zhì)量恒星形成的普通超新星，但還有一部分則需要另一種宇宙過(guò)程，被稱為Ia型超新星，它是在低質(zhì)量恒星的雙星系統(tǒng)中產(chǎn)生的。

此外，在宇宙中，受到引力束縛的一對(duì)大質(zhì)量恒星可以轉(zhuǎn)變成中子星，中子星是恒星燃燒殆盡后留下的超高密度殘骸。當(dāng)這些中子星發(fā)生并合時(shí)，碰撞會(huì)產(chǎn)生自然界中最重的那些元素，比如我們熟悉的金。長(zhǎng)期以來(lái)，理論認(rèn)為，在比鐵元素更重的元素中，有半數(shù)是在中子星碰撞并合時(shí)形成的。直到2017年人們首次觀測(cè)到了中子星并合事件，理論才得到證實(shí)。

但新的模型顯示，這些來(lái)源相加后的結(jié)果卻“對(duì)不上”。尤其是，研究人員發(fā)現(xiàn)，中子星的作用可能被大大高估了。即使是對(duì)中子星并合頻率最樂(lè)觀的估計(jì)，似乎也沒(méi)有足夠多的碰撞來(lái)解釋這些元素在今天宇宙中的豐度。最有代表性的結(jié)果之一就是，模型計(jì)算得出的金元素的豐度遠(yuǎn)低于觀測(cè)的數(shù)據(jù)。

此外，其他一些元素的模擬結(jié)果也與實(shí)際觀測(cè)產(chǎn)生了出入，比如，與觀測(cè)結(jié)果相比模型中的銀“產(chǎn)量”過(guò)高。這些結(jié)果都可能改變目前公認(rèn)的宇宙演化模型，尤其是我們對(duì)重元素生成的認(rèn)識(shí)。

研究人員認(rèn)為，重元素的生成或許需要一種截然不同的恒星現(xiàn)象，我們或許需要確認(rèn)一種新的恒星爆發(fā)或者核反應(yīng)。研究作者在采訪中提到，一些重元素的主要來(lái)源很可能是一種極不尋常的超新星，它在坍縮的同時(shí)旋轉(zhuǎn)得非?？?，并且會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)。

他們同時(shí)表示，未來(lái)的研究也可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，中子星并合比我們目前認(rèn)為的更為頻繁。但這都需要進(jìn)一步的探索以及更多數(shù)據(jù)支持。

參與研究的Maria Lugaro博士也相信，“宇宙黃金失蹤”的謎團(tuán)可能在不久的將來(lái)就能被解開(kāi)。因?yàn)槟壳叭澜缭S多核研究機(jī)構(gòu)都在研究與中子星并合有關(guān)的稀有原子核。這些原子核的性質(zhì)尚不清楚，但它們?cè)诤艽蟪潭壬峡刂浦卦刎S度的產(chǎn)生?！包S金失蹤”的天體物理問(wèn)題，或許可以通過(guò)核物理實(shí)驗(yàn)來(lái)解決。