超新星爆发时元素合成速度 高于理论预测两三倍

日本理化研究所日前发表公报说，该所研究人员与国内外同行通过对38种中子过剩的放射性同位素的寿命进行精确测定，发现质量数在110左右的放射性同位素的衰变速度超过理论预测值的两三倍。这表明超新星爆发时的元素合成速度远高于预想。

公报说，科学界认为，从铁到铀，自然界稳定存在的重元素中有约半数是大质量恒星在生命终结阶段发生超新星爆发时生成的。为了验证这一假说，有必要人工合成超新星爆发时生成的中子过剩的放射性同位素，并测定它们的寿命。

研究小组利用仁科加速器研究中心的重离子加速器“放射性同位素束流工厂”将铀238束流加速到345兆电子伏特，然后轰击铍9，从而人工制造出从氪97到锝117等数十种中子过剩的放射性同位素。接着，研究人员把这些放射性同位素分离，并让分离后的原子核束射入理化研究所研发的高性能寿命测定装置，精确测定它们的寿命，也即同位素衰变前保持稳定的时间。测定结果显示，质量数在110左右的放射性同位素的寿命只有理论预测值的二分之一到三分之一。这表明，超新星爆发时的重元素合成速度远高于理论预测值。

本次研究成果将发表于美国《物理评论通讯》周刊。