Vědci objevili, jak vznikají nejtěžší prvky ve vesmíru

Těžké prvky, s nimiž se v každodenním životě setkáváme, jako je železo a stříbro, tomu tak není

existovalo na počátku vesmíru 13,7 miliardpřed lety. Byly vytvořeny včas jadernými reakcemi zvanými nukleosyntéza, které spojily atomy. Zejména jód, zlato, platina, uran, plutonium a kurium - některé z nejtěžších prvků - byly vytvořeny pomocí speciálního typu nukleosyntézy nazývaného proces rychlého zachycení neutronů neboli r-proces.

Otázka, co mohou astronomické událostivýroba nejtěžších prvků zůstala po celá desetiletí záhadou. Dnes se věří, že r-proces může nastat při prudkých srážkách mezi dvěma neutronovými hvězdami, mezi neutronovou hvězdou a černou dírou, nebo během vzácných výbuchů po smrti hmotných hvězd. Tyto vysokoenergetické události jsou ve vesmíru velmi vzácné. Když k tomu dojde, jsou neutrony inkorporovány do jader atomů a poté převedeny na protony. Vzhledem k tomu, že prvky v periodické tabulce jsou určeny počtem protonů v jejich jádrech, proces r vytváří těžší jádra, protože je zachyceno více neutronů.

Výsledkem bylo vytvoření některých jaderr-procesy jsou radioaktivní a jejich rozpad na stabilní jádra trvá miliony let. Jód-129 a curium-247 jsou dvě taková jádra, která byla vytvořena před vznikem slunce. Byly začleněny do pevných látek, které nakonec dopadly na zemský povrch jako meteority. Uvnitř těchto meteoritů se v důsledku radioaktivního rozpadu vytvořil přebytek stabilních jader. Dnes lze tento přebytek měřit v laboratořích za účelem stanovení množství jódu-129 a curia-247, které byly přítomny ve sluneční soustavě těsně před jejím vznikem.

Proč jsou tato dvě jádra r-procesu tak zvláštní?Mají obvyklou vlastnost: rozpadají se téměř stejnou rychlostí. Jinými slovy, poměr mezi jódem-129 a kuriem-247 se od jejich vzniku před miliardami let nezměnil.

"Je to úžasná náhoda, zvláště vzhledem kže tato jádra jsou dvě z pěti radioaktivních jader r-procesu, která lze měřit v meteoritech. Když poměr jódu-129 k curiu-247 v čase zmrzl jako prehistorická fosílie, můžeme se podívat přímo na poslední vlnu produkce těžkých prvků, která formovala složení sluneční soustavy a vše v ní. “

Benoit Kote, observatoř Konkola

Jód se svými 53 protony se vytváří snadněji než kurium.s jeho 96 protony. Je to proto, že k dosažení většího počtu protonů curia je zapotřebí více reakcí na zachycení neutronů. V důsledku toho je poměr jodu-129 ke kuriu-247 vysoce závislý na počtu neutronů, které byly k dispozici v době jejich vzniku.

Tým vypočítal jód-129 nacurium-247, syntetizované srážkami neutronových hvězd a černých děr, za účelem nalezení správné sady podmínek, které reprodukují složení meteoritů. Došli k závěru, že počet neutronů dostupných během poslední události r-procesu před zrozením sluneční soustavy nemohl být příliš velký. Jinak by se ve srovnání s jodem vytvořilo příliš mnoho kuria. To znamená, že zdroje velmi bohaté na neutrony, jako například hmota oddělená od povrchu neutronové hvězdy během srážky, pravděpodobně nehrály důležitou roli.

Co tedy vytvořilo tato jádra r-procesu?Zatímco vědci byli schopni poskytnout nové informativní informace o tom, jak byly vytvořeny, nebyli schopni určit povahu astronomického objektu, který je vytvořil. Je to proto, že modely nukleosyntézy jsou založeny na nejistých jaderných vlastnostech a stále není jasné, jak spojit dostupnost neutronů s konkrétními astronomickými objekty, jako jsou masivní výbuchy hvězd a srážky neutronových hvězd.

S touto novou diagnostikoupokrok nástroje v astrofyzikálním modelování a porozumění jaderným vlastnostem může odhalit, které astronomické objekty vytvářejí nejtěžší prvky sluneční soustavy.

Přečtěte si také:

Fyzici vytvořili analogii černé díry a potvrdili Hawkingovu teorii. Kam to vede?

Objevilo se první panorama Marsu. Skládá se ze 142 fotografií!

Od Antarktidy se oddělil obrovský ledovec. Jeho rozloha je 1270 kilometrů čtverečních.

Vědci objevili rychlostní limit v kvantovém světě.