普遍认为，宇宙中的金属元素（比He重的元素）主要是由超新星和致密天体并合产生的。关于核心坍缩超新星（CCSN）核合成的工作不胜枚举。其核心目的之一就是解释宇宙、紧邻宇宙或太阳附近等不同尺度上的金属元素起源、分布、输运等问题。比如，太阳附近的金属丰度在观测上比理论预期要高，高红移类星体的高金属丰度问题（或者说，类星体金属丰度几乎不演化）等等。但是，除了大量的Ia型超新星外，CCSN产生金属的能力是非常有限的，何况金属产量越高在一定程度上要求前身星质量也越高，而大质量恒星的数量可能无法满足观测要求。我们认为，绝大部分超新星爆发能量还是偏低的（否则我们将观测到远比现在多得多的超新星爆发现象），甚至是“失败”的超新星，超亮超新星是非常稀缺的情况。鉴于此，最佳的解决途径是，挖掘提高大质量前身星里面质量偏低的恒星（25-50M⊙）演化末期金属产量的可能性。
坍缩星前期的物质供给率可以达到中微子主导吸积流（NDAF）的点火条件。不同质量前身星对应于不同的中心黑洞质量，我们考虑围绕不同质量黑洞的含外流NDAF，计算其不同外流率下核合成的情况。发现仅在前身星质量低于约50M⊙的情况下，NDAF外流核合成是有效的，而且在不同外流强度下，其56Ni产量与CCSN大致相当（如图1所示）。换句话说，NDAF弥补了CCSN在大质量恒星的低质量端56Ni产能不足的困境。随之带来的问题是，考虑NDAF贡献后，56Ni的产量与前身星质量相关性被大大削弱了，即无法通过56Ni产量来判断前身星质量、金属丰度等属性。
56Ni不稳定，会衰变为56Fe。我们可以将NDAF的贡献考虑进来，结合CCSN来分析在星系及宇宙大尺度上56Fe及其他元素的化学演化问题。结果表明，加入NDAF贡献后，相比原有56Fe对初始气体质量的占比最多提升1.95倍。这为理解星系（或活动星系核）化学演化和太阳附近高金属丰度等问题提供了可能途径；如再将Ia型超新星的贡献考虑进来，则NDAF外流对高红移的贡献被进一步凸显出来，[α/Fe]在红移8处可以提升1倍左右（如图2所示），这可以用于理解高红移星系的高金属丰度观测。
该工作系首次提出并讨论NDAF外流核合成对星系或宇宙化学演化影响的原创性研究，已被ApJ接受发表。论文第一作者兼通讯作者是天文学系刘彤教授，合作者包括天文学系博士研究生齐艳青、孙谋远副教授、中国科学技术大学天文学系蔡振翼副教授、天文学专业本科生瞿惠敏和上海交通大学李政道研究所博士后宋翠英博士。该工作得到了国家自然科学基金委优秀青年科学基金和面上基金，中国空间站望远镜项目子课题等资助。
论文链接：
https://arxiv.org/abs/2008.05087
图1 NDAF外流和CCSN起源的56Ni产量随前身星质量的变化
图2 有无NDAF外流核合成贡献下，[α/Fe]随红移的演化
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