Tunge elementer, som vi møder i vores daglige liv, såsom jern og sølv, er det ikke
Spørgsmålet om, hvad astronomiske begivenheder kanat producere de tungeste elementer har været et mysterium i årtier. I dag menes det, at r-processen kan forekomme under voldelige kollisioner mellem to neutronstjerner, mellem en neutronstjerne og et sort hul eller under sjældne eksplosioner efter massivstjerners død. Disse højenergihændelser er meget sjældne i universet. Når dette sker, inkorporeres neutroner i atomernes kerner og omdannes derefter til protoner. Da elementerne i det periodiske system bestemmes af antallet af protoner i deres kerner, skaber r-processen tungere kerner, efterhånden som flere neutroner fanges.
Nogle af kernerne blev dannet som et resultatr-proces, er radioaktive og tager millioner af år at henfalde til stabile kerner. Jod-129 og curium-247 — to sådanne kerner, der blev dannet før Solens dannelse. De var indlejret i faste stoffer, der til sidst faldt til jordens overflade som meteoritter. Inde i disse meteoritter producerede radioaktivt henfald et overskud af stabile kerner. I dag kan dette overskud måles i laboratorier for at bestemme mængden af jod-129 og curium-247, der var til stede i solsystemet lige før dets dannelse.
Hvorfor er disse to kerner i r-processen så specielle?De har den sædvanlige egenskab: de går i opløsning i næsten samme hastighed. Med andre ord er forholdet mellem jod-129 og curium-247 ikke ændret siden deres oprettelse for milliarder af år siden.
"Dette er en fantastisk tilfældighed, især sidengivet, at disse kerner er to af de fem radioaktive r-proces kerner, der kan måles i meteoritter. Med forholdet mellem jod-129 og curium-247 frosset i tid som et forhistorisk fossil, kan vi direkte se på den sidste bølge af produktion af tunge grundstoffer, der formede sammensætningen af solsystemet og alt i det."
Benoit Côté, Konkola Observatorium
Jod med sine 53 protoner er lettere at skabe end curium.med sine 96 protoner. Dette skyldes, at der kræves flere neutronindfangningsreaktioner for at opnå et større antal curiumprotoner. Som en konsekvens er forholdet mellem iod-129 og curium-247 stærkt afhængig af antallet af neutroner, der var tilgængelige på tidspunktet for deres oprettelse.
Holdet beregnede jod-129 tilcurium-247, syntetiseret ved kollisioner af neutronstjerner og sorte huller, for at finde det korrekte sæt betingelser, der efterligner sammensætningen af meteoritter. De konkluderede, at antallet af tilgængelige neutroner under den sidste r-procesbegivenhed før solsystemets fødsel ikke kunne have været for stort. Ellers ville der dannes for meget curium sammenlignet med jod. Dette betyder, at meget neutronrige kilder, såsom stof, der er løsrevet fra neutronstjernens overflade under kollisionen, sandsynligvis ikke spillede en vigtig rolle.
Så hvad skabte disse r-proceskerner?Mens forskerne var i stand til at give ny informativ information om, hvordan de blev oprettet, var de ude af stand til at bestemme arten af det astronomiske objekt, der skabte dem. Dette skyldes, at nukleosyntesemodeller er baseret på usikre nukleare egenskaber, og det stadig er uklart, hvordan man kan relatere tilgængeligheden af neutroner til specifikke astronomiske objekter, såsom massive eksplosioner af stjerner og kolliderende neutronstjerner.
Med denne nye diagnostikværktøjs fremskridt inden for astrofysisk modellering og forståelse af nukleare egenskaber kan afsløre, hvilke astronomiske objekter der skaber de tungeste elementer i solsystemet.
Læs også:
Fysikere har skabt en analog til et sort hul og bekræftet Hawkings teori. Hvor det fører hen?
Det første panorama af Mars dukkede op. Den består af 142 billeder!
Et kæmpe isbjerg er adskilt fra Antarktis. Dets område er 1270 kvadratkilometer.
Forskere har opdaget hastighedsgrænsen i kvanteverdenen.