Ciężkie pierwiastki, z którymi spotykamy się na co dzień, takie jak żelazo i srebro, takie nie są
Pytanie, jakie mogą być wydarzenia astronomicznewytwarzanie najcięższych elementów przez dziesięciolecia pozostawało tajemnicą. Obecnie uważa się, że proces r może zachodzić podczas gwałtownych zderzeń między dwiema gwiazdami neutronowymi, między gwiazdą neutronową a czarną dziurą lub podczas rzadkich eksplozji po śmierci masywnych gwiazd. Te zdarzenia o wysokiej energii są bardzo rzadkie we wszechświecie. Kiedy tak się dzieje, neutrony są wbudowywane w jądra atomów, a następnie przekształcane w protony. Ponieważ pierwiastki w układzie okresowym są określane przez liczbę protonów w ich jądrach, proces r tworzy cięższe jądra w miarę wychwytywania większej liczby neutronów.
W rezultacie utworzyły się niektóre jądrar-process, są radioaktywne, a ich rozpad na stabilne jądra zajmuje miliony lat. Jod-129 i kiur-247 — dwa takie jądra, które powstały przed powstaniem Słońca. Były osadzone w ciałach stałych, które ostatecznie spadły na powierzchnię ziemi w postaci meteorytów. Wewnątrz tych meteorytów rozpad radioaktywny wytworzył nadmiar stabilnych jąder. Obecnie nadmiar ten można zmierzyć w laboratoriach, aby określić ilość jodu-129 i kiru-247, które były obecne w Układzie Słonecznym tuż przed jego powstaniem.
Dlaczego te dwa rdzenie procesu r są tak wyjątkowe?Mają zwykłą właściwość: rozpadają się w prawie takim samym tempie. Innymi słowy, stosunek jodu-129 do kuru-247 nie zmienił się od czasu ich powstania miliardy lat temu.
„To niesamowity zbieg okoliczności, zwłaszcza żebiorąc pod uwagę, że jądra te są dwoma z pięciu radioaktywnych jąder w procesie r, które można zmierzyć w meteorytach. Mając stosunek jodu-129 do kiru-247 zamrożony w czasie niczym prehistoryczna skamielina, możemy bezpośrednio przyjrzeć się ostatniej fali produkcji ciężkich pierwiastków, która ukształtowała skład Układu Słonecznego i wszystkiego, co w nim się znajduje”.
Benoit Côté, Obserwatorium Konkola
Jod z 53 protonami jest łatwiejszy do wytworzenia niż kur.z jego 96 protonami. Wynika to z faktu, że do uzyskania większej liczby protonów kuru potrzeba więcej reakcji wychwytu neutronów. W konsekwencji stosunek jodu-129 do curium-247 w dużym stopniu zależy od liczby neutronów, które były dostępne w momencie ich powstania.
Zespół obliczył jod-129 docurium-247, syntetyzowany przez zderzenia gwiazd neutronowych i czarnych dziur, w celu znalezienia prawidłowego zestawu warunków naśladujących skład meteorytów. Doszli do wniosku, że liczba neutronów dostępnych podczas ostatniego zdarzenia procesu r przed narodzinami Układu Słonecznego nie mogła być zbyt duża. W przeciwnym razie powstałoby zbyt dużo curium w porównaniu z jodem. Oznacza to, że źródła bardzo bogate w neutrony, takie jak materia oderwana od powierzchni gwiazdy neutronowej podczas zderzenia, prawdopodobnie nie odegrały istotnej roli.
Więc co stworzyło te jądra r-process?Chociaż naukowcy mogli dostarczyć nowych informacji o tym, jak zostały stworzone, nie byli w stanie określić natury obiektu astronomicznego, który je stworzył. Dzieje się tak, ponieważ modele nukleosyntezy opierają się na niepewnych właściwościach jądrowych i nadal nie jest jasne, jak powiązać dostępność neutronów z określonymi obiektami astronomicznymi, takimi jak masowe eksplozje gwiazd i zderzające się gwiazdy neutronowe.
Dzięki tej nowej diagnostycepostępy narzędzia w modelowaniu astrofizycznym i zrozumieniu właściwości jądrowych mogą ujawnić, które obiekty astronomiczne tworzą najcięższe pierwiastki w Układzie Słonecznym.
Czytaj także:
Fizycy stworzyli analogię czarnej dziury i potwierdzili teorię Hawkinga. Dokąd to prowadzi?
Pojawiła się pierwsza panorama Marsa. Zawiera 142 zdjęcia!
Gigantyczna góra lodowa oddzieliła się od Antarktydy. Jego powierzchnia wynosi 1270 kilometrów kwadratowych.
Naukowcy odkryli ograniczenie prędkości w świecie kwantowym.