澳大利亚国立大学 学分:澳大利亚国立大学 对恒星产生碳的速度的新测量可能会引发我们对恒星如何进化和死亡、元素是如何产生的，甚至生命组成部分的起源和丰富程度的理解发生重大转变
澳大利亚国立大学和奥斯陆大学的物理学家在两次不同的测量中再现了恒星如何通过短暂的氦原子伙伴关系产生碳，氦原子被称为霍伊尔态
他们发现碳——生命的组成部分——的产生速度比之前想象的要快34%
“这真是一个令人惊讶的结果，对整个天体物理学都有深远的影响，”ANU大学核物理系的首席研究员之一蒂博尔·基贝迪副教授说
奥斯陆实验发表在《物理评论快报》上，ANU的发现发表在《物理评论》上
恒星通过三重α过程产生碳，在这个过程中，三个α粒子(氦核)在一秒钟内碰撞并融合
这个过程是如此不太可能，以至于多年来天体物理学家都无法解释碳和更重的元素是如何在宇宙中产生的
1953年，著名天文学家弗雷德·霍伊尔爵士提出了一个难题的解决方案:一个以前未知的碳激发态，非常接近三重阿尔法过程的能量
这种激发态，现在被称为霍伊尔态，将作为生产稳定碳的垫脚石
这反过来为进一步的聚变反应铺平了道路，使恒星能够制造从氧到铁等更重的元素
恒星内部形成的碳和其他元素最终会变成形成行星的尘埃和气体
在地球上，碳化学是生命的基础
“这是物质世界的奇迹之一，”基贝迪说
“简单来说，如果霍伊尔州不存在，我们也不会！” 即使有霍伊尔州的帮助，稳定碳的形成仍然是非常不可能的
“每产生2500个霍耶态核，”基贝迪解释说，“只有一个转变为稳定碳
其余的分崩离析
" 直接测量碳生产率非常困难
相反，物理学家通过观察两种不同的霍伊尔态跃迁来间接计算它
为了测量第一次跃迁，基贝迪和他在ANU重离子加速器设施(HIAF)的团队向极薄的碳层发射质子束，形成霍耶态原子核
研究小组用希尔夫的超电子对光谱仪探测到，一小部分受激原子核通过发射电子-正电子对转变回稳定的碳
与此同时，基贝迪和他的团队与奥斯陆大学回旋加速器实验室的研究人员合作，测量霍伊尔态发射光子的第二次跃迁
他们观察了60亿个霍伊尔态反应，其中只有200个通过光子衰变衰变
结合ANU和奥斯陆的结果，研究小组计算了碳生产率，这是40年来首次重大更新
他们发现它比以前想象的大三分之一以上，对于这样一个临界天体物理量来说，这是一个巨大的变化
“这真的出乎意料，”基贝迪说
“自1976年以来，没有人研究过这种特殊的测量方法
每个人都认为这是众所周知的
" 根据Dr
来自ANU天文和天体物理研究学院的梅里蒂斯·乔伊丝说，如此大的转变对于恒星天体物理学家来说将是一件大事
乔伊斯说:“像这样的碳生产率的提高将对我们的许多车型产生巨大影响。”
“这将影响我们对恒星如何随时间变化的理解，它们如何产生比碳重的元素，我们如何测量恒星的年龄和它们将持续多久，我们期望看到超新星爆炸的频率，甚至它们是否会留下中子星或黑洞
" 由于有如此多的天文现象依赖于测量，对先前接受的值进行如此大的调整将会引起大量的审查
基贝迪乐观地认为，更多的实验将巩固他们的成果，包括在HIAF的进一步工作
“重要的是要做更多的实验来解决这个问题，”他说
“奥斯陆实验正在重复进行，初步分析似乎支持我们的发现
" “我们在ANU的最初计划是第一次在一个实验中观察两个霍伊尔态跃迁的衰变
我仍然希望我们能做到这一点
"
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