没有蛀牙，要感谢中微子

新的研究发现，来自超新星爆炸的中微子(如图，由超新星爆炸形成的仙后座A)产生了宇宙中的大部分氟元素。资料来源:美国航天局/JPL-加州理工学院/克劳斯天文台

每秒钟有数百万诞生在太阳中心的中微子穿过你的身体。但是它们对你无害，因为这些幽灵般的基本粒子几乎从不与物质相互作用。然而，根据天文学家的研究，宇宙中大多数氟元素都是由中微子产生的。添加到牙膏或漱口水中以防止龋齿的氟，到目前为止还是一个谜。

大多数化学元素都是由恒星以某种方式构成的。氟元素的原子序数是9，它位于元素周期表中氧和氖的中间，但它比后两者少得多。一颗巨星在其一生中会产生大量的氧和氖，并在爆炸时释放到太空中，所以这两种元素是共同的:氧是宇宙中第三丰富的元素，仅次于氢和氦，氖是第五或第六丰富的元素。相比之下，氟非常罕见，甚至无法进入前20名。

两位天文学家一直在宇宙中寻找氟的踪迹:印第安纳大学的凯瑟琳·皮拉乔斯基和犹他州南部大学的卡梅伦·佩斯。为了找到令人作呕的含氟气体氟化氢，他们使用亚利桑那州基特峰天文台直径2.1米的望远镜观察了79颗恒星。“可怕的事情，”皮拉乔斯基说。吸入高频蒸汽对人类是致命的，但是高频吸收红外辐射，并可能在恒星光谱上留下痕迹，这正是天文学家希望看到的。

研究人员在51个目标上探测到了氟化氢气体，这是迄今为止发现的含氟最多的恒星。正如皮拉乔斯基和佩斯在他们发表在《天文杂志》9月刊上的论文中所说的，他们探测到的氟含量如此之高，以至于中微子一定在超新星爆炸中产生了绝大多数的氟。当一颗大质量恒星爆发时，将会释放出1058个中微子。这些中微子携带巨大的能量，与恒星中的氖原子核碰撞，击倒对方的中子或质子产生氟。天文学家得出结论，虽然其他过程也能产生氟，但仅凭它们无法解释如此高的丰度。

“这确实是向前迈出的一大步。”瑞典隆德天文台的天文学家亨利克·J &乌姆尔；Nsson说他没有参与这项研究。J & oumlNsson认为Pilachowski和Pace的大样本使得他们的结论更加可靠。这是一个非常有价值的肯定，因为新的研究结果似乎与J & oumlNsson自己的工作是矛盾的。他以前观察过少量的恒星，并获得了相对较低的氟丰度。低丰度意味着所有的氟元素都可以在恒星上生成，而不是通过无中微子核反应爆发。明亮的老年渐近巨星同时燃烧氢和氦，天文学家发现它们产生氟。当这些恒星消亡时，它们的外层物质和新生成的氟会分散到星系中。

那么，恒星中的氟含量是多还是少呢？答案取决于谁能准确测量恒星的温度。因为高频分子在高温下分解，较热的恒星在光谱上显示出较少的高频——即使它们和较冷的恒星有相同的氟含量。因此，为了获得可靠的氟丰度，天文学家必须确切知道这颗恒星有多热。今年夏天。Nsson在基特峰天文台用一个更大的望远镜(直径约4米)观察了近100颗恒星，希望能精确测量它们的温度和HF含量。

美国国家光学天文台的天文学家凡尔纳·史密斯没有参加这两个研究小组，他认为这两项研究表明氟的两个来源都很重要。他推测超新星中微子在地球上产生了1/2到2/3的氟，所以你可以感谢那些通常不会产生空洞的粒子。

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