天體物理學家從核反應數據對早期恆星出現的理論提出質疑

美國印第安納州聖母大學（University of Notre Dame in Indiana）天體物理學家占士·德波爾（James deBoer）博士後研究員為首的研究團隊，彙編了七十年來關於一個種特定爆發反應的數據，在這個反應中，氟原子核捕獲質子，產生氖原子核和伽馬射線。他們進行了反應系統分析，其中考慮了競爭反應。 例如，氟原子核可以捕獲一個質子，但會產生一個氧原子核和一個 α 粒子，在通往鈣的道路上倒退了一步。 分析發現，氟爆發反應速率的不確定性比以前報告的要大得多，這對微弱超新星模型產生了懷疑，需要在較低能量下進行測量以減少反應速率的不確定性。

由於最初的原始物質豐度組成，第一代或第三代恆星的演化與後代不同。 最值得注意的是，碳、氧和氮的缺乏意味著原始大質量恆星必須依賴於效率較低的質子-質子（proton-proton）鏈氫核聚變，從而要求恆星收縮以達到足夠高的溫度以最終觸發。

核反應開始供給碳、氧和氮質量範圍並使碳、氧和氮循環產生能量，但與後來的恆星世代相比，這發生在更高的溫度下。 目前有爭議的是，在最缺乏金屬的恆星中觀察到的鈣豐度增加是否可能是第一批大質量恆星中高溫氫燃燒條件的結果。這種富集的水平取決於從碳、氧和氮循環。

碳、氧和氮爆發是導致貧金屬恆星中鈣富集的原因。在天體物理學上，爆發反應修正使得在最缺乏鐵的恆星中觀測到的鈣不太可能起源於熱的碳、氧和氮爆發氫燃燒核合成，從而對普遍存在的微弱超新星場景產生懷疑，以解釋在這些恆星中觀察到的豐度。

【圖：互聯網；文：節錄自科硏圈網頁；新聞資訊由林景明提供】研究全文刊登在2021年5月26日出版的《物理學評論C》期刊