超新星的概念图。
人类在自然界中发现的大多数元素都是在恒星内部的核反应中产生、最终在大规模的恒星爆炸后被推送到宇宙空间中的。科学家认为，从黄金和铂金，到用于核反应堆的铀和钚，再到一些更奇特的化学元素，如运用在电子产品等消费品中的钕等这些在地球和宇宙其他角落发现的重元素，也拥有同样的来源。
据美国“科学日报网”（Phys.org）6月13日消息称，加拿大圭尔夫大学（University of Guelph，简称U of G）与美国哥伦比亚大学（Columbia University）的物理学家们同日在《自然》杂志发表的一篇研究论文中表示，他们的最新发现或推翻人类对于地球上重元素来源的理解：它们中的大多数是很久以前在离地球很远的宇宙中，从一种几乎被人们忽略的恒星爆炸现象中喷射出来的。而在这之前，人们普遍认为，这些元素主要是在中子星之间或中子星与黑洞之间发生碰撞时产生的。
U of G的物理学教授、加拿大普里美特理论物理研究所（Perimeter Institute for Theoretical Physics）的研究员Daniel Siegel指出，宇宙中大约80%的重元素可能都是在坍缩星（collapsar）中形成的。坍缩星，也被称为“黑洞”，是一种罕见却富含重元素的超新星爆发形式，它通常是由古老的大质量恒星——其物质量通常是太阳的30倍——的引力坍缩效应所引起。
研究人员利用超级计算机，对坍缩星的动力学过程进行了数据模拟实验，即这些年迈恒星在引力作用下，发生内爆并形成黑洞的过程。据Siegel介绍：“在他们的模型中，快速旋转的巨型坍缩星会喷射出重元素，而这些重元素的数量和分布与我们在太阳系中观察到的状况惊人地相似。”
Siegel强调道，这项研究可能为我们了解银河系的起源提供研究线索。他说：“确定重元素的来源，可能有助于我们了解星系的化学起源和构成，以及它们的形成过程。实际上，这或有助于解决宇宙学研究中的一些重大问题，而重元素本身就是很好的示踪剂。”
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编译：Jonathan
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期刊来源：《自然》
期刊编号：0028-0836
原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/06/190613121042.htm
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