宇宙中磷、氯、氩、钾、钙等重原子核从何而来？这一困扰科学界多年的问题，如今有了新的重要线索。传统理论认为，这些重原子核可能源于恒星演化过程，也可能是在银河系内传播时，铁等更重的原子核与星际物质碰撞碎裂产生。近日，国际空间站阿尔法磁谱仪（AMS）实验项目公布了最新成果，为探索宇宙元素起源提供了里程碑式的发现。
AMS实验项目由诺贝尔物理学奖得主丁肇中教授主持，山东高等技术研究院是核心参与单位。此次成果以前所未有的精度测量了上述五种宇宙线原子核的能谱，首次将能量范围扩展至万亿电子伏。研究人员总结出，目前已测的20种原子核能谱，都能归为两类初级成分和两类次级成分。
AMS的核心任务是在太空环境下探测宇宙线，寻找宇宙中的反物质和暗物质，同时精确研究宇宙线的起源与性质，探索宇宙的构成奥秘。自2011年升空以来，AMS已累计记录超过2500亿个宇宙线数据。山东高等技术研究院研究员、山东大学教授许伟伟和团队成员历时近6年，从海量数据中精确筛选出100万个目标原子核样本。
许伟伟表示，此次成果揭示了两大关键宇宙现象。其一，这五种元素都包含“初级”和“次级”两种成分。初级成分来自恒星爆炸等天体源，次级成分是更重原子核碎裂产生；偶数原子核氩和钙的初级成分占比，明显高于奇数原子核磷、氯、钾。其二，AMS团队测过的20种原子核能谱，全部可归为两类初级成分和两类次级成分。
这些发现对于人类探索宇宙元素起源具有重要意义。宇宙起源于大爆炸，最初只产生氢和少量氦，之后所有比铁轻的元素都在恒星内部核聚变中产生。此次测得的元素丰度和能谱，是任何宇宙元素起源理论模型都必须符合的基础数据。
据了解，AMS探测器即将迎来重大升级。升级后，一年的高能宇宙线数据采集量将等同于此前三年。AMS将继续测量钪、钛、钒、铬、锰等元素，进一步拓展人类对宇宙元素起源的认知边界。
