作者：文/虞子期在元素周期表中，所有已知的化学元素按照原子序数增加的顺序，从左至右、从上到下都排列在了信息阵列中，该顺序与增加的原子量通常也是保持一致的。这些元素的周期数，代表了其电子处于激发状态时能占据的最高能级。当周期表向下移动，一段时间内的电子数量会增加；当原子能级增加，则每个能级的能级子级数也会增加。不管年少时的你是否选择的理工科类，对于元素周期表这个名词一定不会感到陌生，我们每个人的区别大概只是对它的熟悉程度和使用深度的区别。即使诞生的时间已经超过了年之久，但其中有很多宇宙的重元素来由，我们仍然并不是太了解。这里面就包括黄金、白金，以及便携式电子产品中的稀土元素。恒星坍缩产生宇宙中的大部分金在宇宙大爆炸后的仅一分钟左右时间，氢、氦、锂，这三种宇宙中最轻的元素便诞生了。在元素周期表上的铁元素，它们大部分都是在恒星的核心之中形成。但是，对于该周期表中那些比铁更重的元素的形成方式，则是一个隐藏很久的谜团。在之前的研究中，科学家们曾提出了一个关键的线索，可能会对该研究提供重要信息：原子核常常都需要将中子快速吸收，这个现象的过程被称为“r-过程”。在哈勃太空望远镜图像的蟹状星云中，一个著名的超新星遗迹被研究人员们锁定，科学家们发现，在宇宙中的大部分金、铀，以及其他重元素，其实都是恒星坍缩后迅速旋转而形成。探测器拼凑早期宇宙的线索就像理论名称的暗示那样，大爆炸和太空爆炸并不是同一个意思。相反，在宇宙之中，空间是无处不在的存在。由宇宙大爆炸理论说明了，宇宙诞生于太空中那热而密集的单点。在此之前到底发生了什么，宇宙学家们目前也不确定。经过复杂的太空任务、地面望远镜和繁杂的科学计算，科学家们一直在努力描绘早期宇宙形成的清晰画面。在对宇宙微波背景的观察上，有一个关键的部分，因为这里面包括了大爆炸所遗留下的光和余光的余晖。当微波探测器置身于大爆炸遗迹弥漫的宇宙之中时，可以发现它们的存在，以便于科学家们将这些早期宇宙的线索拼凑在一起。通过威尔金森微波各向异性探测（WMAP）任务，测量了宇宙微波背景的辐射，研究了早期宇宙中存在的条件，而后WMAP确定了宇宙的年龄（大约亿年）。合并中r-过程元素的主要来源早在年的时候，科学家们通过LIGO和Virgo引力波观测站探测到的涟漪（关于空间和时间结构），发现了中子星之间的碰撞事件。它们都在这场被称为超新星的灾难性爆炸事件中丧生，成了这些超级中子丰富的大型恒星尸体。研究人员通过引力波的发现认为，正是在合并中子星的物质茧中才形成了大多数r-过程元素。在年的中子星碰撞事件中，科学家们还发现，在这次事件中导致了一个黑洞产生，通过这些相关研究表明，在这个黑洞周围形成的碎片吸积盘，正是合并中r-过程元素的主要来源。这也让我们意识到，哪怕是完全不同的天体物理系，也可以在其周围找到相同的物理学。而后，科学家们开发了能够计算机模拟的吸积盘，设定一个预计会形成坍塌周围的坍塌，从坍塌到快速旋转的大质量恒星，再到其死亡导致的超新星和黑洞。银河系小而致命的恒星黑洞要说外太空最奇特迷人的物体，那黑洞一定是其中之一，拥有极端密度和强烈引力，哪怕是光线也无法从它们的抓地中逃脱出来。在中间黑洞、超大质量黑洞和恒星黑洞这三种类型中，恒星黑洞是小而致命的。它形成于恒星燃烧尽了之后，而后坍塌或掉入自身。即使是比较小的恒星，质量也能达到太阳的三倍，新的核心将是白矮星或者中子星。如果这是一颗足够大的恒星，当它发生坍塌的时候则会继续压缩，然后形成一个恒星黑洞。虽然由各个恒星坍缩所形成的黑洞相对较小，但却非常密集。这样的物体也达到了太阳质量的几倍甚至更多倍数，这将导致其具有一股巨大的重力，这个力量足以将周围的物体拉动。与此同时，黑洞还会消耗银河系的气体和尘埃，然后不断增加自己的大小。坍塌弹射的材料和排出的r-过程元素在那些吸盘中，科学家们发现，不少的材料都围绕着新生的黑洞进行了圆形化。与此同时，这些吸积盘还具有让人难以置信的内部区域（热而密），就像电子、正电子和中微子等离子一样，通过引导质子转换为中子这样的方式进行相互作用，然后才产生了重元素形成的初始条件（如铂金和金）。科学家表示，Collapsars会比中子星合并更为罕见，当坍塌弹射的材料数量越多，则表示它们可以比中子星碰撞更多地排出r-过程元素。通过相关数据研究发现，坍缩物所产生的重元素含量至少占比80%，也就是说，大约有20%的重元素含量是由中子星合并所产生。对于科学家们以后的研究，首先需要解决的问题是：元素是如何在其他类型的吸积盘中产生的，比如强磁化恒星产生的超新星。通过这些探索还能表明化学进化和星系组装，这对我们探索宇宙学也具有同样重要的意义。
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