如果你想知道元素从何而来,就看看星星吧。几乎所有比氦重的元素都是通过恒星中的核反应形成的。但哪些恒星过程造成了这些元素呢?我们能否找到在不同天体物理环境(如恒星、星系或球状星团)中观察到的每种元素含量的模式?

为什么弄清楚钾在恒星中如何被破坏对于理解宇宙很重要

最近,北卡罗来纳州立大学的一组研究人员重点研究了球状星团中钾(K)破坏的过程,特别关注了一个星团:NGC2419。该论文发表在《物理评论快报》杂志上。

球状星团是由引力束缚的恒星群。天文学家观察到恒星之间不同元素相对含量的清晰模式。其中一种模式是氧和钠之间的关系:球状星团内的恒星含有较多的钠,而含有较少的氧,反之亦然。这称为钠氧(Na-O)反相关。还发现了其他几种反相关性,这表明特定的球状星团中发生了独特的(有时是未知的)过程。

2012年,在一个名为NGC2419的特定球状星团中发现了第一个镁钾(Mg-K)反相关性。钾的总体过剩与在80至2.6亿开尔文温度下氢燃烧的反应有关。

但令人费解的是,星团中表现出反相关的恒星是相对年轻的红巨星。这些恒星的核心温度不应该高到足以发生核反应来改变镁和钾的含量。主导理论涉及与星团中老恒星的钾和镁混合,但仍然不确定的是钾的速度。破坏反应。

一个研究小组试图通过在三角大学核实验室(TUNL)进行类似的核反应(39K+3He—>40Ca+d)实验来重现钾破坏反应。

该反应是质子转移反应,其中氦-3(3He)的质子转移至钾-39(39K),形成钙-40(40Ca)。这个实验反应使我们能够模拟钾被破坏的恒星中发生的真实反应。

他们发现,钾不仅可以在较低温度下被破坏,而且在这些温度下其破坏速度比之前想象的要快13倍。

这一发现可能会改变我们模拟恒星中元素生成的方式——不仅适用于NGC2419的这种特殊情况,也适用于包括钾反应在内的其他天体物理模型。