“从天儿降”的重元素来自中子星碰撞

罕见的天文事件可能是宇宙中超重元素形成的必要条件，中子星合并可能是产生很多比锌元素更重的元素的关键路径。宇宙在诞生过程中熔合了少量的轻元素，而元素周期表的元素主要在恒星中心的“火炉”炼制，但强大的恒星“内芯世界”也会显得无能为力，对足够重、典型的比锌元素更重的元素而言，两个更轻的原子核在发生核聚变反应时缺少了足够的强度，已经难以产生一定数量的足够重的物质元素。如何产生比锌元素更重的元素？其它天体的聚变过程可能提高对中子的捕获能力。
当中子和原子核发生碰撞时，中子可能直接撞进原子核的内部，“不期而遇”的原子核收获了得来不易的中子。捕获中子的原子核相当于形成了更重的原子核。中子与原子核的碰撞与合并过程可能发生在低的能级中，而更低能量的中子有电中性，中子因此没有受到原子核的排斥，而带有电荷的质子有所不同，如果产生的重原子核不稳定，那么其中的一个中子将衰变为一个质子，原子核捕获中子的过程产生了更重的元素。
很多重元素是通过捕获中子形成的，但科学家没有掌握聚变反应过程的所有细节。中子的捕获过程有两种类型：慢过程（s—过程）和快过程（r—过程），这两种过程在产生宇宙的化学元素时各占有一半的比重。中子捕获的s—过程通常发生在被称为渐进巨星内部，相当于太阳质量的恒星在演变晚期发生了巨大的膨胀，红巨星的亮度达到了太阳的数千倍。太阳在生命周期的最后阶段将会变为一颗渐进红巨星。r—过程显得更为神秘，这一过程构成了宇宙中更重元素形成的主要原因，但科学家还不清楚如何确定r过程的性质，经过了60年的探索和努力，他们没能给出详细的物理解释。

通过对银河系银晕区古老恒星的研究，科学家发现，在超新星一类天体的核球塌缩过程中，r—过程持续地发生。其它证据表明，r—过程仅仅发生在诸如：双中子星合并的罕见天文事件。元素銪通过中子捕获而形成，这被作为r—过程的常见证据，天文学家在矮椭球星系中发现了含量丰富的銪元素，而小的矮椭球星系一般绕更大的星系旋转。这类研究给出了一个观点：在早期宇宙发生的诸如中子星合并的罕见事件导致了r—过程的产生，这是銪元素产生的基本原因。