导语：恒星的元素丰度中蕴藏着宇宙演化的重要信息，多分量分解模型能够进一步分析恒星元素丰度的具体来源。天炉座矮星系中恒星元素丰度的贡献早期主要来自大质量星，Ia型超新星对恒星元素丰度的贡献比例则是在逐渐上升。
01
宇宙起源于大爆炸，恒星内部的极端环境为进一步的核反应提供条件
1、研究背景
日常生活中人们总能在各种场合接触到各色各样的金银首饰，而黄金自古就是世界各地人们公认的通行货币，今天仍有许多人时刻都在关注着金价的走势。惊讶金银等贵重金属在人类社会中的巨大影响力的同时，是否可曾有过对金银这些贵重金属是从何而来的产生疑问？
也许有人会说：“这有啥，不就是地壳中开采出来的嘛！”其实并不是这么简单，地球上许多元素包括金、银、铜、铁其实都不是在地球上产生的，而是遥远的宇宙中恒星内部核合成的，这些核合成的元素需要经历宇宙数亿年甚至数十亿年的演化才能有机会成为地球上富饶的矿产资源。
众所周知宇宙起源于大爆炸，而在大爆炸发生后的几分钟里，由于膨胀宇宙的温度和物质密度迅速下降，使得核反应的产物只有氢、氦以及锂元素。而随后的几亿年里宇宙中开始形成超大质量的恒星，恒星内部的极端环境才为进一步的核反应提供条件，使得产生比锂更重的元素成为可能。
如今，已经知道恒星是由星际介质凝聚成星云坍缩形成的，而恒星的演化进程与恒星的初始质量密切相关，恒星最终演化到死亡阶段时会将内部的核反应产物抛向星际介质，新的恒星又会在这些星际介质中源源不断的诞生。
恒星内部的温度无法达到核反应点火的条件，从而不能进行热核反应，这类恒星被称之为“褐矮星”，由于褐矮星内部不能进行热核反应，从而无法形成新的元素，因此褐矮星能很好地起到封存元素的作用。
2、恒星的形成与演化
宇宙中到处都飘散着大量的星际介质，而宇宙中的星云则是由这些星际介质凝聚而成的，恒星则是从这些弥散的星云中经过引力坍缩形成的。当星云的温度较低时，粒子之间的热运动所造成的气体压力要比引力小得多，粒子之间的气体压力几乎是可以忽略的，因此这时候星云中的粒子几乎是以自由落体的速度下落进行坍缩的。
当星云的温度比较高时，粒子之间的气体压就不能再被忽略了，粒子所受的引力很可能会小于所受到的气体压力，此时星云中的气体压力会阻碍引力塌缩过程的发生。因此，星云自身所具有的引力必须要大于气体的压力，才能发生引力坍缩。
刚刚经历星云坍缩过程形成的恒星叫原恒星，原恒星位于赫罗图中主序带的右边，原恒星内部还没有达到核反应点火所需要的条件，核反应过程尚未开始，原恒星辐射出来的能量主要来自于引力坍缩过程中释放的引力能。
这时候在原恒星的内部会出现流体静力学平衡状态，原恒星内部的热量主要通过对流传输到原恒星表面，这个阶段称为林忠四郎阶段。在赫-罗图上恒星会沿着垂直的林忠四郎线下降，最终离开林忠四朗线到达主星序阶段。
恒星的年龄就是从进入主星序时算起的，恒星刚到达主星序时被称为零龄主序星，而恒星进入主星序阶段最重要的标志就是恒星内开始发生热核反应，处在主星序阶段的恒星辐射出来的能量也主要由氢聚变成氦的热核反应提供。
当靠外的氢壳层继续燃烧产生的氦，使得氦核的质量达到氦燃烧的临界值时，中心的氦核将会爆炸式的燃烧发生氦闪，标志着恒星进入红巨星阶段。氦闪过后氦核内电子不再简并随后恒星中心进入稳定氦燃烧阶段，靠外的氢层则继续燃烧，这种状态称之为水平分支。
大质量恒星在中心区域C-O核点火之后，会进一步发生新的核反应核合成更重的元素，这个过程会一直持续到铁元素的出现。最终形成一个由铁原子构成的中心核，中心区域的核合成过程因为铁原子的高库伦势垒而不得不停止，从而形成一个多壳层燃烧的洋葱结构。恒星最终的演化则会以超新星爆发的形式结束，留下一颗中子星或者黑洞。
02
了解恒星元素的丰度，恒星在渐近巨星分支星风损失抛射的质量较多
人类很早之前就进行了元素的相关研究并发现了一些元素，1869年门捷列夫根据当时已经发现的元素提出了元素周期表。1889年克拉克系统地分析了地壳的元素丰度。人们能够在地球上找到许多的元素，研究元素的性质，却不能发现其起源。现在我们都知道地球上形形色色的元素都是来源于宇宙中闪闪发光的恒星。
1957年Burbidge夫妇、Fowler和Hoyle提出恒星内部核合成假设，认为比铁重的元素是通过快中子俘获过程（r-过程）和慢中子俘获过程（s-过程）生成的，原子核俘获中子的时间尺度大于β衰变的时间尺度则被认为是慢中子俘获过程，反之则是快中子俘获过程。通过分析陨石和太阳表层的元素组成得到了太阳系的元素丰度分布。
随后的大量的工作研究了慢中子俘获过程，慢中子俘获过程被详细的分为慢中子俘获过程弱分量（弱s-过程）、主要分量（主要s-过程）以及强分量。慢中子俘获元素的丰度分布也得到了充分观测和研究。至于慢中子俘获过程的强分量被认为一般出现在贫金属阶段的低质量AGB星中，这种情况一般会使得AGB星中合成大量的铅元素。
相比于慢中子俘获过程的研究显然快中子俘获过程的研究更多一些，这大概是由于快中子俘获过程中通常需要高浓度的中子，能达到这种条件的环境几乎都是爆炸等剧烈活动的环境，一般认为超新星爆发、双中子星或者中子星与黑洞并合等才有可能提供快中子俘获过程所需要的环境。
由于宇宙中这类极端事件在人类的时间尺度上发生的概率极小，能获得观测的数据更是凤毛麟角，因此快中子俘获过程中需要的温度、中子辐照等参数信息更是被层层迷雾笼罩难以认知。
结语：若恒星在渐近巨星分支阶段星风损失抛射的质量较多，剩余的质量不足以达到C-O核点火的临界值，则恒星最终演化成一颗C-O白矮星；若恒星在渐近巨星分支阶段星风损失抛射的质量较少，剩余的质量能够达到C-O核点火的临界值，则恒星中心的简并C-O核最终会爆炸式燃烧形成超新星爆发，恒星最终演化成超新星。