元素周期表上铁元素之上的元素被认为是在灾难性的爆炸中产生的，比如两颗中子星的合并，或者是在罕见的超新星中产生的。新的研究表明，在重元素产生的过程中，裂变可能在宇宙中起作用。通过对存在于非常古老的恒星中的各种元素的数据进行梳理，研究人员发现了一个潜在的裂变特征，这表明大自然可能会产生超出元素周期表上最重元素的超重核。
洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)的理论物理学家马修·芒鲍尔(Matthew Mumpower)说:“人们认为宇宙中发生了裂变，但到目前为止，还没有人能够证明这一点。”他在《科学》杂志上发表了一篇介绍这项研究的论文。
Mumpower说，通过最新的观察，研究人员发现了轻精密金属(如银)和稀土核(如铕)之间的相关性。当其中一组元素增加时，另一组中相应的元素也会增加-相关性为正。
“在不同的恒星中出现这种现象的唯一合理的方法是，在重元素的形成过程中存在一个一致的过程，”Mumpower说。研究小组测试了所有的可能性，裂变是唯一能够重现这一趋势的解释。
Mumpower说:“这一发现意义深远，是宇宙中存在裂变的第一个证据，证实了我们几年前提出的一个理论。”“随着我们获得更多的观测结果，宇宙在说，嘿，这里有一个特征，它只能来自裂变。”
这项研究还表明，原子质量(质子数加上中子数)为260的元素可能存在，比元素周期表高端的元素更重。
Mumpower开发了用于预测和指导观测结果的裂变模型，该模型由北卡罗来纳州立大学的研究作者Ian Roederer领导。
天体物理学家一直认为，铁以外的重元素是在超新星爆炸或两颗中子星合并时形成的。顾名思义，后者主要由中子组成，而中子与质子一起构成了所有原子的原子核。通过被称为r过程的快中子捕获过程，原子核捕获中子形成更重的元素。是否有些原子变得太重而无法聚集在一起而分裂，或者发生裂变，形成两个更轻但仍然很重的元素原子(并释放出巨大的能量)，半个世纪以来一直是一个谜。
在2020年的一篇论文中，Mumpower首次预测了r过程核的裂变碎片分布。随后，由TRIUMF的合作者Nicole Vassh领导的一项研究预测了轻精密金属和稀土核的共同生产。钌、铑、钯和银等元素以及铕、钆、镝和钬等元素的共同产生，可以通过将预测结果与一组恒星中的元素丰度进行比较来检验。
由Roederer领导的新分析梳理了来自42颗恒星的观测数据，并精确地发现了预测的相关性。这种模式提供了裂变产生这些元素的清晰标志，以及元素周期表上稍微重一些、高一些的元素的类似模式。
“在r过程增强的恒星中，我们有足够的数据，这种相关性非常强。大自然每产生一个银原子，就会按比例产生更重的稀土原子核。这些元素组的组成是同步的。”“我们已经证明，只有一种机制可以负责——裂变——自20世纪50年代以来，人们一直在为此绞尽脑汁。”
“在洛斯阿拉莫斯，我们开发了核裂变模型，因为作为实验室使命的一部分，我们无法测量与武器研究相关的所有东西，”Mumpower说。这些模型使物理学家能够解释实验，并在缺乏测量时补充数据。自1992年美国停止核武器试验以来，有关裂变的实验数据一直很有限。
与测量数据相比，这些模型表现得非常好，因此在没有测量的情况下，它们的推断是可信的。Mumpower说，短寿命和长寿命物种的核输入都是研究重元素形成所必需的。裂变产量是将相对较重的原子分裂成较轻的原子的过程的产物，这与核武器和反应堆中使用的过程相同。
