我國科研人員通過深地實驗揭示了古老恒星鈣元素的起源問題。國際期刊《自然》26日在線發表了這篇題為《第一代恒星中突破碳氮氧循環的19F(p,g)20Ne反應測量》的文章。

“標準宇宙學理論認為，宇宙起源于138億年前的一次大爆炸，在大爆炸后38萬年到大約1.5億年間，經歷了沒有任何發光天體的‘黑暗時代’。在黑暗時代末期，宇宙大尺度結構在暗物質引力作用下顯現，誕生了第一代恒星和星系。”文章第一通訊作者，北京師范大學核科學與技術學院教授何建軍說。

2014年澳大利亞天文學家觀測到了一顆宇宙中迄今最古老的恒星——K型紅巨星（編號SMSS0313-6708），并觀測到鋰、碳、鎂和鈣元素。然而，它的鈣元素起源等問題仍然是一個謎。

示意圖：科研人員在中國錦屏地下實驗室探索宇宙的奧秘。（受訪者供圖）

經過數年的鉆研，我國科研人員在中國錦屏深地核天體物理裝置上開展的實驗，驗證了鈣來源于碳氮氧循環的突破反應這一假說，成功解釋了觀測到的鈣元素的起源問題，強有力地支持了第一代恒星的弱超新星爆模型，并將為詹姆斯·韋布望遠鏡未來觀測提供可靠的數據。

“中國錦屏地下實驗室覆蓋巖層厚達2400多米，深度居世界之首。深地實驗室能夠極大地降低宇宙射線造成的影響，為重要核天體反應直接測量提供了世界一流的條件。”何建軍說。

《自然》審稿人認為“這是一個巨大的實驗成功。這為未來的核天體物理學研究提供了新途徑。這項研究結果會引起核天體物理學界的強烈興趣，包括實驗物理學、恒星建模以及觀測等。這一結果毫無疑問值得發表。”

據了解，該研究得到了國家自然科學基金委重大項目和杰出青年項目等基金的資助。文章第一作者是北京師范大學張立勇副教授，第一通訊作者是北京師范大學何建軍教授，中國原子能科學研究院柳衛平研究員等為共同通訊作者。（記者趙琬微）