Gli elementi pesanti che incontriamo nella nostra vita quotidiana, come il ferro e l'argento, non lo sono
La domanda su cosa possono fare gli eventi astronomiciprodurre gli elementi più pesanti è rimasto un mistero per decenni. Oggi si ritiene che il processo r possa verificarsi durante violente collisioni tra due stelle di neutroni, tra una stella di neutroni e un buco nero, o durante rare esplosioni dopo la morte di stelle massicce. Questi eventi ad alta energia sono molto rari nell'universo. Quando ciò accade, i neutroni vengono incorporati nei nuclei degli atomi e quindi convertiti in protoni. Poiché gli elementi nella tavola periodica sono determinati dal numero di protoni nei loro nuclei, il processo r crea nuclei più pesanti man mano che vengono catturati più neutroni.
Di conseguenza si sono formati alcuni nucleir-process, sono radioattivi e impiegano milioni di anni per decadere in nuclei stabili. Iodio-129 e curio-247 — due di questi nuclei che si formarono prima della formazione del Sole. Erano incorporati in solidi che alla fine caddero sulla superficie terrestre come meteoriti. All'interno di questi meteoriti, il decadimento radioattivo ha prodotto un eccesso di nuclei stabili. Oggi questo eccesso può essere misurato in laboratorio per determinare la quantità di iodio-129 e curio-247 che erano presenti nel sistema solare poco prima della sua formazione.
Perché questi due core del processo r sono così speciali?Hanno la solita proprietà: si disintegrano quasi alla stessa velocità. In altre parole, il rapporto tra iodio-129 e curio-247 non è cambiato dalla loro creazione miliardi di anni fa.
“Questa è una coincidenza straordinaria, soprattutto da alloradato che questi nuclei sono due dei cinque nuclei radioattivi del processo r che possono essere misurati nei meteoriti. Con il rapporto tra iodio-129 e curio-247 congelato nel tempo come un fossile preistorico, possiamo osservare direttamente l’ultima ondata di produzione di elementi pesanti che ha modellato la composizione del sistema solare e tutto ciò che contiene”.
Benoit Côté, Osservatorio Konkola
Lo iodio, con i suoi 53 protoni, è più facile da creare rispetto al curio.con i suoi 96 protoni. Ciò è dovuto al fatto che sono necessarie più reazioni di cattura dei neutroni per ottenere un numero maggiore di protoni di curio. Di conseguenza, il rapporto tra iodio-129 e curio-247 dipende fortemente dal numero di neutroni disponibili al momento della loro creazione.
Il team ha calcolato lo iodio 129 acurium-247, sintetizzato dalle collisioni di stelle di neutroni e buchi neri, per trovare l'insieme corretto di condizioni che imitano la composizione dei meteoriti. Hanno concluso che il numero di neutroni disponibili durante l'ultimo evento del processo r prima della nascita del sistema solare non avrebbe potuto essere troppo grande. Altrimenti si formerebbe troppo curio rispetto allo iodio. Ciò significa che sorgenti molto ricche di neutroni, come la materia staccata dalla superficie di una stella di neutroni durante una collisione, probabilmente non hanno svolto un ruolo importante.
Allora cosa ha creato questi kernel r-process?Sebbene i ricercatori potessero fornire nuove informazioni informative su come sono stati creati, non sono stati in grado di determinare la natura dell'oggetto astronomico che li ha creati. Questo perché i modelli di nucleosintesi si basano su proprietà nucleari incerte e non è ancora chiaro come mettere in relazione la disponibilità di neutroni con oggetti astronomici specifici, come massicce esplosioni di stelle e stelle di neutroni in collisione.
Con questa nuova diagnosticaI progressi dello strumento nella modellazione astrofisica e nella comprensione delle proprietà nucleari possono rivelare quali oggetti astronomici creano gli elementi più pesanti nel sistema solare.
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