新華社北京10月27日電(記者趙琬微)我國科研人員通過(guò)深地實(shí)驗揭示了古老恒星鈣元素的起源問(wèn)題。國際期刊《自然》26日在線(xiàn)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反應測量》的文章。
“標準宇宙學(xué)理論認為,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(méi)有任何發(fā)光天體的‘黑暗時(shí)代’。在黑暗時(shí)代末期,宇宙大尺度結構在暗物質(zhì)引力作用下顯現,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(shuō)。
2014年澳大利亞天文學(xué)家觀(guān)測到了一顆宇宙中迄今最古老的恒星——K型紅巨星(編號SMSS0313-6708),并觀(guān)測到鋰、碳、鎂和鈣元素。然而,它的鈣元素起源等問(wèn)題仍然是一個(gè)謎。

示意圖:科研人員在中國錦屏地下實(shí)驗室探索宇宙的奧秘。(受訪(fǎng)者供圖)
經(jīng)過(guò)數年的鉆研,我國科研人員在中國錦屏深地核天體物理裝置上開(kāi)展的實(shí)驗,驗證了鈣來(lái)源于碳氮氧循環(huán)的突破反應這一假說(shuō),成功解釋了觀(guān)測到的鈣元素的起源問(wèn)題,強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·韋布望遠鏡未來(lái)觀(guān)測提供可靠的數據。
“中國錦屏地下實(shí)驗室覆蓋巖層厚達2400多米,深度居世界之首。深地實(shí)驗室能夠極大地降低宇宙射線(xiàn)造成的影響,為重要核天體反應直接測量提供了世界一流的條件。”何建軍說(shuō)。
《自然》審稿人認為“這是一個(gè)巨大的實(shí)驗成功。這為未來(lái)的核天體物理學(xué)研究提供了新途徑。這項研究結果會(huì )引起核天體物理學(xué)界的強烈興趣,包括實(shí)驗物理學(xué)、恒星建模以及觀(guān)測等。這一結果毫無(wú)疑問(wèn)值得發(fā)表。”
據了解,該研究得到了國家自然科學(xué)基金委重大項目和杰出青年項目等基金的資助。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,中國原子能科學(xué)研究院柳衛平研究員等為共同通訊作者。