纽约州立大学理工学院物理学助理教授ShingChiLeung博士与香港中文大学的Chun-MingYip先生、Ming-ChungChu博士和Lap-MingLin博士合作，发现爆炸低质量中子星的质量可以成为镧系元素和其他重元素(包括金和铂等贵金属)的替代宇宙来源。他们的研究发表在《天体物理学杂志》上。

中子星是质量为太阳10至25倍的恒星的演化终点。最后一次爆炸后，恒星留下了一个质量与太阳相当、直径约为20公里(曼哈顿大小)的致密天体。这样一个紧凑的物体足够稳定，可以单独存在。但在双中子星系统中，与伴星中子星的相互作用可能会引发一些戏剧性的事情。

传统上，当两颗中子星足够近时，它们会合并并碰撞。这个过程是宇宙中镧系元素和重元素的主要来源。碰撞可以为这些元素的合成创造条件(称为r过程)。

最近在2017年首次观测到合并事件。然而，仅此通道是否足以解释宇宙尺度中的重元素还存在很大不确定性。

研究小组注意到，即使没有直接碰撞，主中子星也会因潮汐力而失去其伴星中子星的质量。理论模型预计，在失去足够的质量后，恒星会变得不稳定，并引发不受控制的脉动和随后的爆炸。

在他们的研究中，研究小组调查了该通道是否可以合成与合并通道相当的重元素。由于建模在计算上具有挑战性，因此之前对此过程的研究很少。它涉及计算非常广泛的核反应并考虑中子星周围的极端环境。

该团队成功克服了数字障碍并模拟了这些爆炸是如何发生的。为了确保正确计算化学元素，他们使用了由3,000多种同位素组成的大型核网络，并具有最新的微观物理学知识。他们的新结果证实，单个低质量中子星不稳定，并且可能爆炸。喷射物的化学成分与太阳的成分非常相似，尤其是重元素。这表明这种情况可能是解释宇宙化学元素分布的另一种重要方法。

这项研究揭示了有关宇宙的基本问题之一：所有化学元素从何而来，以及宇宙如何从仅有氢和氦演化为拥有118种元素的多样性。镧系元素与现代科技有着密切的关系。例如，钕是制造强力磁铁的主要成分。该通道还盛产黄金、铂等贵金属等重元素。

该团队将继续研究爆炸的观测前景，并改进输入物理，使模拟更加真实。