元素周期表上重元素的起源是物理学最具挑战性问题之一。最近，洛斯阿拉莫斯国家实验室团队新研究锁定包围坍缩恒星的物质“茧”，表明在高能光子喷流作用下，坍缩的恒星外层会被溶解成中子，从而引起一系列物理过程并导致重元素形成。
创造铀（uranium）、钚（Plutonium）等重元素需要极端条件，宇宙约一半重元素通过罕见的“快中子捕获过程（R过程）”形成，这些过程需大量中子参与，但自由中子半衰期约15分钟，严重限制重元素形成所需丰度。
为解开这道谜题，洛斯阿拉莫斯国家实验室团队提出种新现象，即这些中子并非一开始便存在，而是于恒星内部塌缩过程动态生成。
随着核心燃料用完，一颗大质量恒星无法再抵抗自身重力，进入死亡阶段开始塌缩，于中心形成一个黑洞。若黑洞转得够快，则强大重力场会引发强大喷流，并于恒星周围形成热“茧”，随后互动反应产生大量光子，其中一些能量极高。
研究探讨了高能光子如何将恒星外层转化为中子，在喷流与恒星材料交界处，高能光子可与原子核相互作用，将质子传递至中子；原子核也可以溶解在单个核子，从而产生更多自由中子引发R过程，团队计算表明，与高能光子和物质的相互作用可能在奈秒之间产生中子。
除了理解重元素从何形成、确认宇宙重元素工厂在哪，新理论框架还有助解决中子迁移（neutron transport）、多物理场（Multiphysics simulation）等关键现象，可能也有助解释千新星（kilonova）起源。
团队希望接下来能对模型进行模拟，以进一步验证新框架有效性。
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