宇宙中的第一批恒星非常热，非常大，经常达到太阳品质的数百倍。因为它们在大爆炸发生后仅仅几亿年就形成了，这些沸腾的庞然大物几乎没有比氢和氦更重的元素，而氢和氦是当时唯一可用的材料。但是由于它们的巨大身躯，第一批恒星也生存得很快，死亡也很艰难——在它们爆炸成为强大的超新星之前，它只持续了几百万年。中国科研团队日前发布消息称，科研人员通过深地实验，揭示了宇宙中已知最古老恒星钙元素的起源之谜。

 据了解，二○一四年，澳大利亚天文学家利用望远镜观测到一颗宇宙中迄今最古老的红巨星，它诞生于大爆炸后一亿年左右，由第一代恒星的超新星爆发形成的星云组成。当时观测到了锂、碳、镁和钙元素，其中钙元素起源问题一直成谜。

 天体理论认为，它的钙元素可能来源于热碳氮氧循环的突破反应，但尚无实验数据支持，导致当前恒星演化模型难以解释天文观测数据。科研团队成员、北京师範大学教授何建军介绍，第一代恒星环境下发生的热核反应概率极低。在地面实验室由于宇宙射线本底的干扰，人们一直无法对这些反应进行直接测量。中国锦屏地下实验室，是目前世界上最深的地下实验室，垂直岩石覆盖达二千四百米，可将宇宙射线通量降到地面水平的千万分之一至亿分之一。

 锦屏深地核天体物理装置由中国原子能科学研究院柳卫平研究员率领科研团队，联合中科院近代物理研究所等单位于二○二○年底在深地建成。北京师範大学核科学与技术学院的何建军教授团队经过数年準备和钻研，利用该装置开展了对氟俘获质子的直接测量实验。最终验证了钙来源于碳氮氧循环的突破反应这一假说，成功解释了古老恒星钙元素的起源问题，强有力地支持了第一代恒星的弱超新星爆演化模型，并将为詹姆斯·韦布望远镜未来观测提供可靠的数据。詹姆斯·韦布空间望远镜是美国太空总署、欧洲航天局和加拿大航空航天局联合研发的红外线观测用太空望远镜，为哈勃空间望远镜的继任者，于二○二一年十二月廿五日发射升空，去年一月廿四日顺利进入围绕日地系统第二拉格朗日点的运行轨道。

 对于锦屏深地核天体物理装置解释了古老恒星钙元素的起源问题，天文学者认为，这是一个巨大的实验成功，这为未来的核天体物理学研究提供了新途径。

 这项研究结果会引起核天体物理学界的强烈兴趣，包括实验物理学、恒星建模以及观测等。

 新 丁