這一發(fā)現(xiàn)為發(fā)生這種r過程的環(huán)境之謎提供了新的啟示。天文學(xué)家團(tuán)隊，包括FAIR和GSI的科學(xué)家在內(nèi)，現(xiàn)已明確證明，兩個中子星的融合為該過程創(chuàng)造了條件，并充當(dāng)了培育新元素的反應(yīng)堆。

金，鉛和鈾等重元素的來源尚未完全闡明。大爆炸已經(jīng)形成了大量最輕的元素(氫和氦)。恒星核心中的核聚變也是從氦到鐵質(zhì)量范圍內(nèi)公認(rèn)的原子源。

為了產(chǎn)生更重的原子，科學(xué)家懷疑將自由中子附著到已經(jīng)存在的構(gòu)件上的過程。這種機制的快速變體是所謂的r過程(r代表快速)或快速中子捕獲。當(dāng)前，正在進(jìn)行研究以確定哪些物體可能是發(fā)生該反應(yīng)的部位。到目前為止，可能的候選者是稀有類型的超新星爆炸和稠密的恒星殘留物如雙中子星的合并。

不到一秒鐘的時間內(nèi)就會形成大量鍶

來自海德堡馬克斯·普朗克天文學(xué)研究所(MPIA)的國際天文學(xué)家團(tuán)體(CamiaJuul Hansen)的大量參與，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)鍶元素的特征，該元素是由r過程在兩個中子星爆炸性融合過程中由r過程形成的。 。平均有88個核子，其中38個是質(zhì)子，它比鐵重。

Almudena Arcones教授和Privatdozent Andreas Bauswein教授還參與了《自然》雜志的出版。除了在FAIR和GSI的理論物理研究部門從事活動外，他們還活躍于達(dá)姆施塔特技術(shù)大學(xué)和海德堡大學(xué)，這是FAIR和GSI的合作大學(xué)。他們?yōu)槌霭嫖锾峁┝藢氋F的估計。r過程的過程和特性是目前在達(dá)姆施塔特(Darmstadt)正在建設(shè)的未來FAIR加速器設(shè)施要研究的重要研究問題之一。

爆炸性合并產(chǎn)生了猛烈的膨脹殼，其移動速度為光速的20%到30%。它由新形成的物質(zhì)組成，僅鍶就約占5個地球質(zhì)量(1個地球質(zhì)量= 6·1024 kg)。因此，研究人員首次提供了明確的證據(jù)，證明這種碰撞為形成重元素的r過程提供了條件。此外，這是中子星由中子組成的第一個經(jīng)驗證明。

r過程確實非常迅速。每秒，有超過10²²中子流過一平方厘米的區(qū)域。β衰變將一些累積的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子，分別發(fā)射一個電子和一個反中微子。這種機制的特殊方面是，中子結(jié)合形成大化合物的速度快于新形成的團(tuán)塊的破碎。這樣，甚至重元素也可以在不到一秒鐘的時間內(nèi)從單個中子中生長出來。

合并中子星產(chǎn)生引力波

使用歐洲南方天文臺的甚大望遠(yuǎn)鏡(VLT)(ESO)，科學(xué)家獲得光譜以下引力波信號GW170817的在2017年八月的壯觀發(fā)現(xiàn)除了伽瑪射線脈沖串，所述kilonova AT2017gfo，在余輝放射性過程產(chǎn)生的可見光在同一位置出現(xiàn)，最初亮度急劇增加后幾天就消失了。另一組研究人員于2017年對光譜進(jìn)行了首次分析，未得出關(guān)于反應(yīng)產(chǎn)物組成的明確結(jié)果。

漢森博士和她的同事們基于創(chuàng)建合成光譜并對觀察到的光譜建模的基礎(chǔ)上進(jìn)行了重新評估，這些光譜以四天的間隔記錄，每間隔一天。光譜表明物體的初始溫度約為3700 K(約3400°C)，隨后幾天逐漸褪色并冷卻。在350和850 nm波長處的亮度缺陷非常明顯。這些就像在光譜的這些部分吸收光的元素的指紋。

考慮到由多普勒效應(yīng)引起的吸收線的藍(lán)移，合并事件產(chǎn)生后會發(fā)生擴(kuò)展，因此研究小組使用了三種越來越復(fù)雜的方法來計算大量原子的光譜。由于這些方法均產(chǎn)生一致的結(jié)果，因此最終結(jié)論是可靠的。事實證明，只有通過r過程產(chǎn)生的鍶才能解釋光譜中吸收特征的位置和強度。

重元素核合成的認(rèn)識進(jìn)展

漢森總結(jié)說：“這項工作的結(jié)果是解密重元素及其宇宙來源的核合成的重要一步。”“只有將引力波天文學(xué)的新學(xué)科與電磁輻射的精確光譜結(jié)合起來，才有可能。這些新方法為進(jìn)一步了解r過程的性質(zhì)提供了希望。”