图片来源：ESO, ¿UK SERC/PPARC |
科学家们发现了证据，表明银河系中有三颗遥远的恒星含有大量的铅元素。今天发表在《自然》杂志上的这些发现，为普遍接受的关于普通恒星如何产生宇宙中大约一半最重稳定元素的模型提供了首次实验支持。
研究人员与位于智利的欧洲南方天文台的一架望远镜合作，捕捉到了三颗南部恒星——HD 187861、HD 196944（见图）和HD 224959——的吸收光谱，发现这三颗恒星都含有过量的铅。“这是首次探测到铅星，”主要作者索菲·范·埃克说。“这些恒星几乎完全富含铅。而且，所有三颗恒星中的丰度都显示出惊人的相似性。”
恒星中高含量的铅使科学家能够检验他们用来解释氢、氦和锂（大爆炸立即产生的轻元素）之后产生的更重元素的模型。理论认为，比铁（包含 26 个质子和 30 个中子）更重的元素是在恒星中通过添加中子产生的。这种所谓的中子俘获可以通过 r-过程在超新星中快速发生，或者可以通过 s-过程在接近生命末期的普通恒星中以更悠闲的速度发生。
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由于 s-过程发生在恒星生命末期，当它在其渐近巨星分支 (AGF) 阶段燃烧掉氦时，因此很难直接研究。在新的报告中，科学家们利用了双星系统，其中一颗恒星已经死亡，目前是一颗暗淡的白矮星。年轻伴星的大气层吸收了垂死恒星喷射出的大部分物质，从而提供了核合成的特征——即在其中发生的从较轻元素到较重元素的积累。
根据公认的模型，如果 s-过程在金属含量相对较低的恒星中有效，它将产生大量的重核，直至包括铅。任何进一步的 s-过程都将产生不稳定的、更重的原子核，这些原子核将衰变回铅，从而导致元素过量。“预测丰度与观测丰度之间的极好一致性加强了我们目前对恒星深处 s-过程详细运作的理解，”范·埃克指出，“因此构成了关于宇宙中最重稳定元素如何形成的重要信息。”