私たちが日常生活で目にする鉄や銀などの重元素は、
天文現象が何をすることができるかという問題最も重い元素を生成することは、何十年もの間謎のままでした。今日、r過程は、2つの中性子星の間、中性子星とブラックホールの間の激しい衝突の間、または巨大な星の死後のまれな爆発の間に発生する可能性があると考えられています。これらの高エネルギーイベントは、宇宙では非常にまれです。これが起こると、中性子は原子核に組み込まれ、陽子に変換されます。周期表の元素はそれらの原子核の陽子の数によって決定されるので、r過程はより多くの中性子が捕獲されるにつれてより重い原子核を作成します。
その結果形成された核の一部rプロセスは放射性であり、安定した原子核に崩壊するまでに数百万年かかります。ヨウ素 129 とキュリウム 247 —太陽の形成前に形成された2つのそのような原子核。それらは固体に埋め込まれ、最終的には隕石として地表に落下しました。これらの隕石の内部では、放射性崩壊により過剰な安定核が生成されました。現在では、この過剰量を実験室で測定して、太陽系形成直前に太陽系に存在していたヨウ素 129 とキュリウム 247 の量を決定することができます。
rプロセスのこれら2つのコアが特別なのはなぜですか？それらは通常の特性を持っています：それらはほぼ同じ速度で崩壊します。言い換えれば、ヨウ素129とキュリウム247の比率は、数十億年前に作成されてから変わっていません。
「これは驚くべき偶然です。特にこれらの核は、隕石で測定できる 5 つの放射性 r 過程核のうちの 2 つであると仮定すると、ヨウ素 129 とキュリウム 247 の比率が先史時代の化石のように時間内に凍結されているため、太陽系とその中のすべての組成を形作った重元素生産の最後の波を直接見ることができます。」
ブノワ・コテ、コンコラ天文台
53個の陽子を持つヨウ素は、キュリウムよりも簡単に作成できます。その96の陽子で。これは、より多くのキュリウム陽子を達成するために、より多くの中性子捕獲反応が必要であるという事実によるものです。結果として、ヨウ素129とキュリウム247の比率は、それらの作成時に利用可能であった中性子の数に大きく依存します。
チームはヨウ素129を計算しました隕石の組成を模倣する条件の正しいセットを見つけるために、中性子星とブラックホールの衝突によって合成されたキュリウム-247。彼らは、太陽系が誕生する前の最後のr過程イベント中に利用可能な中性子の数は多すぎたはずがないと結論付けました。そうしないと、ヨウ素と比較してキュリウムが過剰に形成されます。これは、衝突中に中性子星の表面から分離された物質など、非常に中性子が豊富な物質がおそらく重要な役割を果たしていなかったことを意味します。
では、これらのrプロセスカーネルを作成したのは何ですか？研究者は、それらがどのように作成されたかについての新しい有益な情報を提供することができましたが、それらを作成した天体の性質を決定することはできませんでした。これは、元素合成モデルが不確実な核特性に基づいており、中性子の利用可能性を、星の大爆発や衝突する中性子星などの特定の天体にどのように関連付けるかがまだ不明であるためです。
この新しい診断で天体物理学のモデリングと核特性の理解におけるツールの進歩により、どの天体が太陽系で最も重い元素を作り出すかを明らかにすることができます。
また読む：
物理学者はブラックホールの類似物を作成し、ホーキングの理論を確認しました。それはどこにつながるのですか？
火星の最初のパノラマが登場しました。 142枚の写真で構成されています！
巨大な氷山が南極大陸から分離しました。その面積は1270平方キロメートルです。
科学者たちは、量子の世界で速度制限を発見しました。