對星系演化的新分析發(fā)現，中子星碰撞不會產生先前假定的化學元素。研究還表明，當前的模型無法解釋宇宙中的黃金量，從而造成了天文學的神秘。該作品產生了一種新外觀的元素周期表，顯示了從碳到鈾的天然元素的恒星起源。

宇宙中所有的氫-包括地球上的每個分子-都是在大爆炸中產生的，大爆炸還產生了很多氦和鋰，但沒有其他東西。其余自然發(fā)生的元素是由恒星內部發(fā)生的核過程產生的。質量精確地控制著哪些元素是偽造的，但是它們在每顆恒星的最后時刻都被釋放到星系中—對于真正大的事物，或者像太陽風一樣的密集外流，對于與太陽處于同一類的事物而言，是爆炸性的。

“我們可以將恒星視為創(chuàng)造新元素的巨型壓力鍋，”合著者，來自澳大利亞ARC三維空間全天體物理學卓越中心(ASTRO 3-D)的卡拉卡斯副教授解釋說。

“產生這些元素的反應還提供了使恒星明亮發(fā)光數十億年的能量。隨著恒星的衰老，隨著內部溫度的升高，它們會產生越來越重的元素。”

人們認為，所有比鐵重的元素(例如th 和鈾)中有一半是由中子星(燒掉的太陽的剩余部分)相互碰撞而形成的。從理論上講，直到2017年才證實了中子星的長期碰撞。但是，現在，Karakas和其他天文學家小林千明(Chiaki Kobayashi)和瑪麗亞·盧加羅(Maria Lugaro)的最新分析表明，中子星的作用可能被高估了，而另一個恒星過程完全是造成這一現象的原因使大多數重元素。

卡拉卡斯說：“中子星合并在宇宙的早期沒有產生足夠多的重元素，現在，在140億年之后，它們現在仍然沒有。” “宇宙并沒有使它們足夠快地解釋它們在非常古老的恒星中的存在，總的來說，根本就沒有足夠的碰撞繼續(xù)說明當今周圍這些元素的豐富性。”

相反，研究人員發(fā)現，需要通過完全不同的恒星現象產生重元素-不尋常的超新星會在高速旋轉時坍塌并產生強磁場。這一發(fā)現是他們的研究中出現的幾個發(fā)現之一，該研究剛剛發(fā)表在《天體物理學雜志》上。他們的研究是首次根據第一性原理計算出從碳到鈾的所有天然元素的恒星起源。

研究人員說，這種新的模型將大大改變目前公認的宇宙演化模型。例如，我們建立了這個新模型來一次解釋所有元素，但發(fā)現了足夠的銀但沒有足夠的金。作者來自英國赫特福德郡大學的Kobayashi副教授。

“與觀察相比，該模型中銀的產量過高，而金的產量卻不足。這意味著我們可能需要確定一種新型的恒星爆炸或核反應。” 該研究完善了先前的研究，這些研究計算了恒星質量，年齡和排列在元素產生中的相對作用。例如，研究人員確定，小于太陽質量八倍的恒星會產生碳，氮和氟，以及所有比鐵重的元素的一半。重量超過太陽質量八倍的質量恒星，也將在其壽命盡頭爆炸成超新星，產生許多元素，從碳到鐵，包括生命所需的大部分氧氣和鈣。

小林解釋說：“除了氫之外，沒有任何一種元素只能由一種恒星形成。”

“一半的碳來自垂死的低質量恒星，但另一半來自超新星。鐵的一半來自大質量恒星的正常超新星，但另一半需要另一種形式，即Ia型超新星。這些都是產生的。在低質量恒星的雙星系統(tǒng)中。”

大質量恒星的雙約束通過重力相反，可以轉化成中子明星。當它們相互碰撞時，撞擊會產生一些自然界中最重的元素，包括黃金。

但是，在新的模型上，這些數字根本不會累加。

卡拉卡斯說：“即使對中子星碰撞頻率的最樂觀估計，也無法解釋宇宙中這些元素的絕對含量。” “這真是令人驚訝。看起來像是在強磁場中旋轉的超新星是其中大多數元素的真正來源。”

共同作者瑪麗亞·盧加羅(Maria Lugaro)博士曾在匈牙利的Konkoly天文臺和澳大利亞的莫納什大學任職，他認為失蹤的黃金之謎可能很快就會解決。她說：“預計包括歐洲，美國和日本在內的世界各地的核設施都會有新發(fā)現，目前這些核設施的目標是與中子星合并相關的稀有核。” “這些原子核的性質尚不清楚，但是它們在很大程度上控制了重元素豐度的產生。缺少金的天體物理問題確實可以通過核物理實驗解決。”

研究人員承認，未來的研究可能會發(fā)現中子星碰撞比迄今為止的證據更為頻繁，在這種情況下，中子星碰撞對構成從手機屏幕到核反應堆燃料的所有元素的貢獻可能會再次上調。

然而，目前看來，他們?yōu)閯⒑８冻龅腻X要少得多。