中国科学家揭示黄金形成新机制，中子星并激波或为宇宙金矿关键推手

黄金，这种闪耀着独特光泽的贵金属，自古以来便是财富与权力的象征，它在宇宙中的起源却长期困扰着科学界，传统理论认为，黄金等重元素主要形成于中子星并或超新星爆发等极端天体物理事件，但具体的形成过程和效率仍存在诸多未解之谜，中国科学院国家天文台的研究团队在《自然》杂志发表重大研究成果，首次通过高精度数值模拟，揭示了中子星并激波中快速中子俘获过程（r-过程）的详细机制，为黄金等重元素的形成提供了关键证据，这一发现不仅改写了人类对宇宙元素起源的认知,更标志着中国在核天体物理研究领域迈上新的高峰。

宇宙“炼金术”：黄金从何而来？

皇冠入口 自然界中的元素除氢、氦等轻元素外，铁及更重的元素几乎都诞生于恒星演化的极端环境，黄金、铂金等“铂族金属”的形成需要极高的 neutron flux（中子通量）和超高温环境，这一过程被称为“快速中子俘获过程”（r-process），传统观点认为，r-过程可能发生在中子星并（两颗致密中子星碰撞）或超新星爆发时的大质量恒星核心，但具体哪种场景是“主工厂”、以及r-过程发生的详细物理条件，一直是天体物理学界的焦点难题。

中子星并因能同时满足高温、高密度、高中子通量等条件，被视为黄金形成的“候选地”，此前的研究无法精确模拟中子星并激波如何将物质加热到r-过程所需的温度（约10亿摄氏度）,也无法解释为何观测到的黄金丰度与理论模型存在偏差。

中国团队的突破：从“模糊画像”到“高清细节”

针对这一难题，国家天文台研究员李然带领的团队，利用自主开发的“自适应网格 refine 数值模拟软件”，结合最新的核物理数据，首次对中子星并激波的结构和物质演化进行了高精度三维模拟，研究团队发现，中子星并过程中，两颗致密星碰撞产生的激波并非均匀传播，而是在物质中形成复杂的“湍流激波网络”，这些激波能将物质迅速加热至r-过程所需的极端温度，同时通过湍流效应加速中子俘获，使得黄金等重元素在毫秒级时间内高效合成。

“我们的模拟首次清晰地展示了激波如何‘点燃’r-过程，”李然研究员介绍，“就像宇宙中的一座‘瞬时炼金炉’，激波提供了‘燃料’（中子）和‘高温’（反应条件），让原子核快速‘捕获’中子，逐步合成黄金等重元素。”这一成果不仅解决了长期存在的“激波加热效率不足”问题,还成功解释了银河系中部分古老恒星中异常高黄金丰度的现象。 欧博会员开户

从理论到观测：为“多信使天文学”提供关键支撑

皇冠信用盘开户 这项研究的意义远不止于解答黄金起源，中子星并不仅是元素“工厂”，更是引力波、中微子、电磁波等多信使信号的“发射源”，2017年，人类首次探测到双中子星并并引发的引力波事件（GW170817），后续观测到的“千新星”（kilonova）光谱中出现了黄金、铂等重元素的谱线，但当时无法确定这些元素是否直接由激波产生，中国团队的模拟结果首次将激波r-过程与千新星观测数据直接关联，证实了激波在重元素合成中的“主导作用”，为多信使天文学研究提供了关键的理论框架。

皇冠官方网站开户 该研究还对核物理模型提出了新的约束，通过模拟结果与观测数据的比对，团队发现传统核反应数据库中部分原子核的“中子俘获截面”存在偏差，这一发现将推动核物理实验的进一步优化,为理解更极端天体环境中的元素合成奠定基础。

中国智慧：探索宇宙“无价之宝”的起源

皇冠会员登录 黄金的形成，本质上是宇宙极端物理条件下的“核炼金术”，中国科学家的这一突破，凭借的是高精度数值模拟技术的创新、跨学科团队的合作（天体物理与核物理深度融合），以及对海量观测数据的敏锐分析，正如中国科学院院士、国家天文台台长常进评价：“这项成果不仅是中国天体物理研究的‘里程碑’，更彰显了我国在解决宇宙级难题中的原创能力，随着更多引力波和电磁波观测数据的积累，我们将进一步揭开元素起源的更多秘密。”

从地球上的金矿到宇宙中的恒星遗迹，黄金的“前世今生”正逐渐清晰，中国科学家的发现，不仅让我们对这颗“星球上的贵金属”有了全新认知，更让我们在探索宇宙起源的道路上，迈出了坚实而关键的一步，毕竟，每一克黄金的背后，都藏着一颗恒星死亡时的壮烈，和宇宙诞生以来最瑰丽的“核反应”故事。 皇冠入口