Tunge elementer som vi møter i vårt daglige liv, som jern og sølv, er det ikke
Spørsmålet om hva astronomiske hendelser kanå produsere de tyngste elementene har vært et mysterium i flere tiår. I dag antas det at r-prosessen kan forekomme under voldsomme kollisjoner mellom to nøytronstjerner, mellom en nøytronstjerne og et svart hull, eller under sjeldne eksplosjoner etter massivstjerners død. Disse høyenergiske hendelsene er svært sjeldne i universet. Når dette skjer, blir nøytroner innlemmet i atomkjernene og deretter omdannet til protoner. Siden elementene i det periodiske systemet bestemmes av antall protoner i kjernene, skaper r-prosessen tyngre kjerner ettersom flere nøytroner fanges opp.
Noen av kjernene ble dannet som et resultatr-prosessen, er radioaktive og tar millioner av år å forfalle til stabile kjerner. Jod-129 og curium-247 — to slike kjerner som ble dannet før Solens dannelse. De var innebygd i faste stoffer som til slutt falt til jordens overflate som meteoritter. Inne i disse meteorittene ga radioaktivt forfall et overskudd av stabile kjerner. I dag kan dette overskuddet måles i laboratorier for å bestemme mengden jod-129 og curium-247 som var tilstede i solsystemet rett før det ble dannet.
Hvorfor er disse to kjernene i r-prosessen så spesielle?De har den vanlige egenskapen: de går i oppløsning med nesten samme hastighet. Forholdet mellom jod-129 og curium-247 har med andre ord ikke endret seg siden de ble opprettet for milliarder år siden.
"Dette er en utrolig tilfeldighet, spesielt sidengitt at disse kjernene er to av de fem radioaktive r-prosesskjernene som kan måles i meteoritter. Med forholdet mellom jod-129 og curium-247 frosset i tid som et forhistorisk fossil, kan vi direkte se på den siste bølgen av produksjon av tunge grunnstoffer som formet sammensetningen av solsystemet og alt i det.»
Benoit Côté, Konkola-observatoriet
Jod, med sine 53 protoner, er lettere å lage enn curium.med sine 96 protoner. Dette skyldes det faktum at det kreves flere nøytronoppfangingsreaksjoner for å oppnå et større antall curiumprotoner. Som en konsekvens er forholdet jod-129 til curium-247 sterkt avhengig av antall nøytroner som var tilgjengelige på tidspunktet for opprettelsen.
Teamet beregnet jod-129 tilcurium-247, syntetisert av kollisjoner av nøytronstjerner og sorte hull, for å finne det riktige settet med forhold som etterligner sammensetningen av meteoritter. De konkluderte med at antall nøytroner som var tilgjengelige i løpet av den siste r-prosesshendelsen før solsystemets fødsel ikke kunne ha vært for stort. Ellers ville det dannes for mye curium sammenlignet med jod. Dette betyr at svært nøytronrike kilder, som materie som er løsrevet fra overflaten til en nøytronstjerne under en kollisjon, sannsynligvis ikke spilte en viktig rolle.
Så hva skapte disse r-prosesskjernene?Mens forskerne kunne gi ny informativ informasjon om hvordan de ble opprettet, klarte de ikke å bestemme arten til det astronomiske objektet som skapte dem. Dette er fordi nukleosyntesemodeller er basert på usikre kjernefysiske egenskaper, og det er fortsatt uklart hvordan man kan relatere tilgjengeligheten av nøytroner til spesifikke astronomiske objekter, for eksempel massive eksplosjoner av stjerner og kolliderende nøytronstjerner.
Med denne nye diagnosenverktøy fremskritt innen astrofysisk modellering og forståelse av kjernefysiske egenskaper kan avsløre hvilke astronomiske objekter som skaper de tyngste elementene i solsystemet.
Les også:
Fysikere har laget en analog av et svart hull og bekreftet Hawkings teori. Hvor det fører?
Det første panoramaet av Mars dukket opp. Den består av 142 bilder!
Et gigantisk isfjell har skilt seg fra Antarktis. Området er 1270 kvadratkilometer.
Forskere har oppdaget fartsgrensen i kvanteverdenen.