时间：2022-12-05 05:44:01
科技日报记者张盖伦
我国科研人员依托锦屏深核天体物理实验仪(简称JUNA )，于2021年直接测量了重要核天体反应——氟辐射俘获质子的突破反应截面，将测量范围推广到世界最低能量区，发现新的共振，揭示了宇宙中最古老恒星的钙丰度起源问题该结果支持了第一代恒星的弱超新星爆炸模型，揭示了老恒星演化的命运。 相关论文于北京时间10月26日刊登在《自然》期刊上。
中国锦屏地下实验室二期入口。 张盖伦摄
2014年科学家观测到了k型红色巨星，在这颗红色巨星上观测到了锂、碳、镁、钙元素，没有观测到铁元素，被称为极贫金属第三星族星。 被认为是宇宙中最古老的恒星，诞生于大爆炸后1亿年左右。 准确地说，是第一代恒星超新星爆炸后形成的遗迹。 天体理论认为，其钙元素可能来自热CNO循环的突破反应，但尚需数据支持。
论文第一通讯作者、北京师范大学教授何建军26日告诉《科技日报》记者，钙是在几个重要的核反应中产生的。 第一代恒星在典型温度环境下( 0.1GK，即1亿)发生热核反应的概率极低，直接测量非常困难。 中国锦屏地下实验室是世界上最深的地下实验室，宇宙线通量可以从地面的千万分之一降至亿分之一，有助于开展稀有反应事件的准确测量和研究。 JUNA位于中国锦屏地下实验室二期，由中国原子能科学研究院牵头，联合中科院近代物理研究所、北京师范大学、清华大学、雅砻江流域水电开发有限公司等单位于2020年底深度扎堆。
何建军和科研团队经过几年的艰苦攻关，研制出了目前抗辐射能力最高的注氟靶。 实验用强流质子束轰击氟靶，检测分析轰击后释放的伽马射线，直接测量了这一重要核反应。
锦屏加速器提供的强流质子束成功地将这一突破反应推进到了国际最低的能量点，在225千电子伏发现了新的共振。
模型计算表明，该突破反应从CNO循环突破的概率比以前预想的大7倍左右，验证了钙起源于突破反应的假说。 此外，第一代恒星的弱超新星爆炸演化模型也有力地支持了恒星爆炸后在中心生成黑洞，外层较轻的元素被抛出，内层较重的元素被黑洞吸入，这也解释了没有观测到第三星族铁元素的理由。
作为最初的成果之一，突破反应实验的成功证明了JUNA全面具备进行深部核天体物理研究的能力。 《自然》审阅者认为这是一次巨大的实验成功，为未来的核天体物理学研究提供了新的途径。
资料来源：科技日报
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