r過程

通常、恒星では核融合とは別に中性子捕獲による低速(slow)な元素合成が平行して発生しており、これをs過程という。

r過程も中性子捕獲だが、s過程とは違って、高速に中性子捕獲をする。不安定な核がβ崩壊する前に次々と中性子捕獲が進むことになり、s過程とは違った原子量の元素が作られる。

従来、このr過程は、超新星爆発過程での重力崩壊でなされると考えられてきた。重力崩壊では中性子の密度が高まり、かつ高温になるために中性子捕獲が加速すると説明され、超新星元素合成(Supernova nucleosynthesis)の一つとして扱われていた。

しかし後の研究により、重力崩壊の際にはニュートリノが大量に放出され、これによって弱い相互作用により中性子が陽子に変化するため、r過程に必要となる中性子が不足することが判明した。

国立天文台と東京大学は銀河系周辺の銀河内の天体の調査、その元素組成を測定したところ、r過程は中性子星の合体(キロノバ)によって生じる可能性が高いことが明らかになったという。金、プラチナ、希土類(レアアース)といった元素は、中性子星の衝突で作られたとされている。