Tunga element som vi möter i vårt dagliga liv, som järn och silver, är det inte
Frågan om vad astronomiska händelser kanatt producera de tyngsta elementen har varit ett mysterium i årtionden. Idag tror man att r-processen kan inträffa under våldsamma kollisioner mellan två neutronstjärnor, mellan en neutronstjärna och ett svart hål eller under sällsynta explosioner efter massiva stjärnor. Dessa högenergihändelser är mycket sällsynta i universum. När detta händer införlivas neutroner i atomkärnorna och omvandlas sedan till protoner. Eftersom elementen i det periodiska systemet bestäms av antalet protoner i deras kärnor, skapar r-processen tyngre kärnor när fler neutroner fångas upp.
Några av kärnorna bildades som ett resultatr-processen, är radioaktiva och tar miljontals år att sönderfalla till stabila kärnor. Jod-129 och curium-247 — två sådana kärnor som bildades innan solen bildades. De var inbäddade i fasta ämnen som så småningom föll till jordens yta som meteoriter. Inuti dessa meteoriter producerade radioaktivt sönderfall ett överskott av stabila kärnor. Idag kan detta överskott mätas i laboratorier för att bestämma mängden jod-129 och curium-247 som fanns i solsystemet precis innan det bildades.
Varför är dessa två kärnor i r-processen så speciella?De har den vanliga egenskapen: de sönderfaller i nästan samma takt. Med andra ord har förhållandet mellan jod-129 och curium-247 inte förändrats sedan de skapades för miljarder år sedan.
"Detta är ett fantastiskt sammanträffande, särskilt sedangivet att dessa kärnor är två av de fem radioaktiva r-processkärnor som kan mätas i meteoriter. Med förhållandet mellan jod-129 och curium-247 fryst i tiden som ett förhistoriskt fossil, kan vi direkt titta på den sista vågen av produktion av tunga element som formade sammansättningen av solsystemet och allt i det."
Benoit Côté, Konkola-observatoriet
Jod, med sina 53 protoner, är lättare att skapa än curium.med sina 96 protoner. Detta beror på att det krävs fler neutronupptagningsreaktioner för att uppnå ett större antal curiumprotoner. Som en konsekvens är förhållandet jod-129 till curium-247 starkt beroende av antalet neutroner som var tillgängliga vid tidpunkten för skapandet.
Teamet beräknade jod-129 tillcurium-247, syntetiserad av kollisioner av neutronstjärnor och svarta hål, för att hitta rätt uppsättning villkor som efterliknar meteoriternas sammansättning. De drog slutsatsen att antalet tillgängliga neutroner under den senaste r-processhändelsen före solsystemets födelse inte kunde ha varit för stort. Annars skulle för mycket curium bildas jämfört med jod. Detta betyder att mycket neutronrika källor, såsom materia som lossnar från ytan av en neutronstjärna under en kollision, förmodligen inte spelade en viktig roll.
Så vad skapade dessa r-processkärnor?Medan forskarna kunde tillhandahålla ny informativ information om hur de skapades, kunde de inte bestämma det astronomiska objektets natur som skapade dem. Detta beror på att nukleosyntesmodeller bygger på osäkra kärnegenskaper, och det är fortfarande oklart hur man ska relatera tillgången till neutroner till specifika astronomiska föremål, såsom massiva explosioner av stjärnor och kolliderande neutronstjärnor.
С помощью этого нового диагностического verktygsframsteg inom astrofysisk modellering och förståelse av kärnegenskaper kan avslöja vilka astronomiska föremål som skapar de tyngsta elementen i solsystemet.
Läs också:
Fysiker har skapat en analog av ett svart hål och bekräftat Hawkings teori. Vart leder det?
Det första panorama av Mars dök upp. Den består av 142 bilder!
Ett gigantiskt isberg som skilts från Antarktis. Dess yta är 1270 kvadratkilometer.
Forskare har upptäckt hastighetsgränsen i kvantvärlden.