你周圍的一切，你的桌子，你的筆記本電腦，你的咖啡杯……事實上包括你都是由星塵構(gòu)成的，這些東西是在我們的太陽誕生之前就已經(jīng)熄滅的熾熱恒星熔爐中鍛造出來的。

在探索一具神秘恒星殘骸周圍的空間時，亞利桑那大學(University of Arizona)的科學家們有了一項發(fā)現(xiàn)，這可能有助于解開一個長期存在的謎題：星塵從何而來？當恒星死亡時，它們會在周圍的宇宙中播下一些元素，這些元素會繼續(xù)聚合成新的恒星、行星、小行星和彗星。構(gòu)成地球的大部分物質(zhì)，甚至生命本身，都是由以前的恒星構(gòu)成元素組成，包括硅、碳、氮和氧。但這還不是全部，隕石中通常含有一種星塵的痕跡。

博科園-科學科普：到目前為止人們認為只有在異常劇烈、爆炸性的恒星死亡事件中才會形成，這種恒星死亡事件被稱為“新星”或“超新星”。美國聯(lián)合航空公司的研究人員利用亞利桑那州和西班牙的射電望遠鏡觀察年輕行星狀星云K4-47中的氣體云。K4-47被歸類為星云，是一種恒星殘骸，天文學家們相信，它是在一顆與我們的太陽類似的恒星，在以白矮星的身份結(jié)束生命之前，在一層逸出的氣體外殼中脫落了一些物質(zhì)時形成。令他們驚訝的是，研究人員發(fā)現(xiàn)組成星云的一些元素（碳、氮和氧）富含某些變體，其豐度與某些隕石顆粒中所見的豐度相當，但在我們的太陽系中卻極為罕見：即所謂的碳、氮和氧的重同位素，分別為13C、15N和17O。

這些同位素不同于它們更常見的形式，因為原子核中含有額外的中子。將另一個中子熔合到原子核上需要超過2億華氏度的極端溫度，這使得科學家們得出結(jié)論，這些同位素只能在超新星和超新星中形成。超新星是年老雙星系統(tǒng)中能量的猛烈爆發(fā)，在超新星中，一顆恒星在一次災(zāi)難性的爆炸中自我爆炸。該論文的高級作者Lucy Ziurys曾在12月20日出版的《Nature》上發(fā)表：僅調(diào)用novae和supernovae的模型從未考慮到我們在隕石樣品中觀察到的15N和17O的量，我們在K4-47中發(fā)現(xiàn)這些同位素的事實告訴我們，我們不需要奇怪的外來恒星來解釋它們的起源。結(jié)果證明，普通的普通明星也有能力制作它們。

該研究小組認為，當一顆中等大小的恒星(如我們的太陽)在生命末期變得不穩(wěn)定，并經(jīng)歷所謂的“氦閃”時，就可能產(chǎn)生重同位素，而不是災(zāi)難性的爆炸事件。在“氦閃”過程中，恒星核心的超高溫氦會穿透覆蓋在上面的氫包膜。在這個過程中，物質(zhì)必須被快速噴射冷卻，產(chǎn)生了13C, 15N和17O。氦閃光不會像超新星那樣將恒星撕裂，這更像是一次恒星噴發(fā)。研究人員說，這一發(fā)現(xiàn)對星塵的鑒定以及對普通恒星如何產(chǎn)生氧、氮和碳等元素的理解具有重要意義。這一發(fā)現(xiàn)是通過天文學和宇宙化學這兩個傳統(tǒng)上相對獨立的學科之間的合作而實現(xiàn)。研究小組利用亞利桑那射電天文臺和印度射電天文研究所(IRAM)的射電望遠鏡觀測K4-47星云分子發(fā)射的旋轉(zhuǎn)光譜，揭示了它們質(zhì)量分布和身份的線索。

研究人員急切地等待著美國國家航空航天局(NASA)的“奧西里斯-雷克斯小行星樣本返回任務(wù)”(OSIRIS-REx)即將取得的發(fā)現(xiàn)。奧西里斯-雷克斯小行星樣本返回任務(wù)”由美國聯(lián)合航空公司(UA)牽頭。就在兩周前，探測器抵達了目標小行星本努(Bennu)，將于2020年從本努收集原始物質(zhì)樣本。該任務(wù)的主要目標之一是了解本努的演化和太陽系的起源?？梢园言陔E石中發(fā)現(xiàn)的顆粒看作是恒星的灰燼，是太陽系形成時早已消亡的恒星留下的。研究人員希望能在本努行星上找到那些太陽前的顆?！鼈兪沁@顆小行星歷史之謎的一部分，這項研究將有助于確定本努行星上的物質(zhì)來自哪里?，F(xiàn)在可以追蹤這些骨灰的來源，這就像是星塵的考古學。對恒星內(nèi)部爆炸燃燒的氦的研究，將開啟化學元素起源故事的新篇章。

博科園-科學科普｜研究/來自：亞利桑那大學

參考期刊文獻:《Nature》

論文DOI: 10.1038/s41586-018-0763-1

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