最深实验室揭示最古老恒星钙丰度起源

报导指出,该结果支持了第一代恒星的弱超新星爆模型,揭示了古老恒星的演化命运。相关论文刊登于国际科学期刊《自然》(Nature)上,审稿人认为这是一个巨大的实验成功,为未来的核天体物理学研究提供新途径。

大陆锦屏地下实验室为世界最深地下实验室,宇宙射线通量可降到地面的千万分之一至亿分之一,有利于展开稀有核天体反应事件的精确测量和研究。JUNA就位于大陆锦屏地下实验室二期。

2014年科研人员观测到一颗K型红巨星,并在该红巨星上观测到锂、碳、镁和钙元素,没有观测到铁元素,称其为极贫金属第三星族星,被视为宇宙中已知最古老恒星,诞生于大爆炸后1亿年左右。确切来说,它是第一代恒星超新星爆发后形成的遗迹。天体理论认为,它的钙元素可能来源于热碳氮氧循环的突破反应,但尚需资料支持。

报导引述论文第一通讯作者、北京师范大学教授何建军说法,钙诞生于一些关键性核反应。第一代恒星典型温度环境下(0.1GK,即1亿摄氏度)发生热核反应的机率极低,直接测量非常困难。

何建军和科研团队经过数年努力,研制出目前耐辐照能力最强的氟注入靶。实验用强流质子束轰击氟靶,探测、分析碰撞后放出的伽马射线,直接测量该关键核反应。而锦屏加速器提供的强流质子束成功将该突破反应推进到国际最低的能量点,并在225千电子伏处发现了一个新的共振。