Stelele din zorii timpului trebuie să fi fost capabile să creeze elemente mult mai grele decât orice se găsește în mod natural pe Pământ, sau deloc în universul mai larg.
Aceasta este concluzia la care a ajuns o echipă de astronomi condusă de Ian Roederer de la Universitatea din Michigan, după ce a examinat 42 de stele din Calea Lactee, a căror abundență chimică poate fi explicată doar prin producția trecută de elemente cu mase atomice mai mari de 260.
Majoritatea elementelor din univers – aproape orice mai greu decât hidrogenul – au fost create de stele. Primul mod în care au fost create este prin fuziune. În inima unei stele se află un motor care fuzionează atomii împreună pentru a forma elemente mai grele.
Cel mai greu element pe care îl poate produce acest proces este fierul. Fuzionarea fierului în elemente mai grele necesită mult mai multă energie decât o generează, moment în care steaua se autodistruge.
Există o altă metodă legată de această autodistrugere. În exploziile de supernovă, când o stea moare, și exploziile de kilonova, în care două stele neutronice se ciocnesc una cu cealaltă, condițiile sunt potrivite pentru captarea rapidă a neutronilor sau procesul r.
Acest lucru se întâmplă atunci când există atât de mulți neutroni liberi care plutesc în jur încât cad pe nucleele disponibile pentru a forma un element mai greu. Este nevoie de un mediu foarte energetic pentru ca aceasta să se întâmple, ca o supernovă.
Se întâmplă și foarte repede – de aici și partea „rapidă” a numelui. Acesta este cu siguranță procesul care produce elemente precum aurul, platina, toriu și uraniul. Dar încă sunt multe pe care nu le știm despre cum sunt create articolele.
border-frame=”0″ allow=”accelerometru; redare automată; scriere în clipboard; media criptată; giroscop; imagine în imagine; partajare web”allowfullscreen>
„Avem o idee generală despre cum funcționează procesul r, dar condițiile procesului sunt foarte extreme.” explică Roeder.
„Nu avem o idee bună câte tipuri diferite de locații din univers pot genera un proces r, nu știm cum se termină un proces r și nu putem răspunde la întrebări precum: Câți neutroni pot. adaugi?
„Sau cât de greu este elementul? Așa că am decis să ne uităm la ce elemente ar putea fi create prin fisiune în unele stele antice bine studiate pentru a vedea dacă am putea începe să răspundem la unele dintre aceste întrebări”.
Celălalt mod în care știm că elementele pot fi formate este prin fisiune nucleară. Acest lucru se întâmplă atunci când un atom se împarte în bucăți, mai degrabă decât să fuzioneze împreună, iar rezultatul este un element mai puțin masiv.
Compozițiile chimice ale celor 42 de stele din Calea Lactee, la care s-au uitat Roeder și echipa sa, au fost bine studiate.
Primele stele din univers au fost în mare parte făcute din hidrogen. Au creat elemente în inimile lor, au murit și au cultivat spațiul înconjurător cu elemente care au fost consumate în generațiile ulterioare de stele.
Se știe că stelele studiate de echipă conțin elemente produse de procesul r în timpul exploziilor supernovei.
Dar cercetătorii nu au căutat elemente ale procesului r. Ei căutau elemente care ar putea fi produse de fisiune, cum ar fi ruteniu, rodiu, paladiu și argint. În loc să privească stelele individual, așa cum este de obicei cazul, cercetătorii le-au examinat ca grup.
Au găsit un model. Anumite alte elemente ar fi de așteptat să fie prezente în anumite abundențe dacă mineralele la care echipa sa uitat ar fi fost produse prin procesul r. Aceste procente nu existau. Echipa a concluzionat că acest lucru indică faptul că elementele în cauză au fost produse prin fisiune.
Aceasta înseamnă că stelele timpurii din care provin aceste metale trebuie să fi produs elemente mult mai grele, mai mari decât masa atomică de 260, care ulterior s-au despărțit pentru a forma elemente mai ușoare, mai stabile.
Nu am observat niciodată aceste elemente să apară în mod natural nicăieri. L-am văzut în laborator, dar timpul său de înjumătățire este atât de scurt încât se degradează aproape instantaneu.
Cu toate acestea, cercetarea arată că căutarea unor potențiali produse de fisiune ne poate spune cât de probabilă sau comună este formarea lor în universul mai larg.
„260 este interesant pentru că nu am detectat niciodată ceva greu în spațiu sau în mod natural pe Pământ, chiar și în testele de arme nucleare.” spune Roeder.
„Dar să le vedem în spațiu ne oferă îndrumări despre cum să ne gândim la modele și fisiune – și ne poate oferi o perspectivă asupra modului în care apare diversitatea bogată a elementelor.”
Cercetarea a fost publicată în Științe.
„Organizator. Scriitor general. Prieten al animalelor de pretutindeni. Specialist în cultură pop. Expert în internet amator. Explorator.”