Първи намеци за ядрено делене в космоса. Древните звезди са създавали по-тежки от урана елементи

Моделите на делене откриват ясни доказателства за ядрен процес, който никога досега не е наблюдаван директно в звездите

Ваня Милева Последна промяна на 12 декември 2023 в 00:00 4250 0

Сливането на две неутронни звезди е сред водещите кандидати за синтезиране на по-тежките елементи от периодичната таблица чрез процеса на бързо улавяне на неутрони. Изображението показва две неутронни звезди, които се сблъскват, освобождавайки неутрони, к

Кредит : Los Alamos National Laboratory (Matthew Mumpower)

Сливането на две неутронни звезди е сред водещите кандидати за синтезиране на по-тежките елементи от периодичната таблица чрез процеса на бързо улавяне на неутрони. Изображението показва две неутронни звезди, които се сблъскват, освобождавайки неутрони, които радиоактивните ядра бързо улавят. Комбинацията от улавяне на неутрони и радиоактивен разпад впоследствие произвежда по-тежки елементи. Смята се, че целият процес се случва за една секунда.

Международен екип изследователи откри, че древните звезди са били способни да произвеждат елементи с атомна маса над 260. Това е по-тежък от всеки елемент в периодичната таблица намиращ се естествено на Земята. Откритието задълбочава нашето разбиране за образуването на елементи в звездите.

Ние сме изтъкани от звезди и свръхнови. Звездите са фабрики за елементи, където елементите постоянно се сливат или разпадат, за да създадат други по-леки или по-тежки елементи като атомната маса се основава на броя на протоните и неутроните в ядрото на един атом от този елемент.

Всички елементи по-тежки от водород и хелий са синтезирани по време на еволюцията на звездите - в недрата на звездите или по време на такива катастрофални процеси като експлозии на свръхнови или сливане на неутронни звезди.

Смята се, че елементите по-тежки от водород и хелий са синтезирани по време на еволюцията на звездите - в недрата на звездите или по време на такива катастрофални процеси като експлозии на редки класове свръхнови или сливане на неутронни звезди.

Ново изследване предполага, че деленето може да действа в космоса по време на създаването на тежките елементи. Преглеждайки данни за различни елементи, които се намират в много стари звезди, изследователите са открили улики за потенциално ядрено делене, което показва, че природата вероятно е произвела свръхтежки ядра отвъд най-тежките елементи в периодичната таблица.

"Смяташе се, че в космоса се случва делене, но досега никой не е успял да го докаже", коментира Матю Мумпауър (Matthew Mumpower), теоретичен физик в Националната лаборатория в Лос Аламос и съавтор на статия в Science, представяща изследването.

Известно е, че най-тежките елементи се образуват в резултат на бързо улавяне на неутрони или т.нар. r-процес - когато атомното ядро ​​улавя голям брой неутрони за много кратък период от време. Благодарение на това се раждат елементи като злато, платина или уран. В същото време най-тежките елементи са нестабилни и се разпадат с времето.

Описаните по-горе условия могат да възникнат само ако се освободи огромно количество енергия и има голям брой свободни неутрони. Това се случва най-вече при раждането или смъртта на неутронна звезда, когато такива обекти се сблъскват и произвеждат суровината за r-процеса.

Проблемът е, че учените в момента не знаят много от подробностите за r-процеса, включително какво е ограничението за броя на неутроните, които могат да бъдат добавени към атом.

За да намери отговори на тези въпроси, екипът преглежда данните от най-новите наблюдения за количеството тежки елементи в 42 добре проучени звезди в Млечния път. Известно е, че съдържат тежки елементи, образувани от r-процеса в предишни поколения звезди.

Като разглеждат количеството на всеки тежък елемент, открит в тези звезди заедно, а не поотделно, както обикновено се случва, учените откриват закономерност, която преди това им е убягвала. Изследователите откриват връзка между метали като сребро и ядра от редкоземни елементи като европий. Когато количеството на една от тези групи елементи се покачи, съответните елементи в другата група също се увеличават - корелацията е положителна.

Тези закономерности показват, че някои елементи, открити в средата на периодичната таблица, като сребро и родий, вероятно са остатъци от делене на по-тежки елементи. Екипът успява да определи, че r-процесът може да произведе атоми с атомна маса най-малко 260 преди последващото им разпадане. Това е по-голямо от атомната маса на урана (238) и плутония (244), най-тежките елементи, открити естествено на Земята.

"Единственият правдоподобен начин това да възникне сред различни звезди е, ако има последователен процес, действащ по време на формирането на тежките елементи", казва Мъмпауър. Екипът тества всички възможности и деленето бе единственото обяснение, което успя да възпроизведе тенденцията."

"Това е невероятно дълбоко и е първото доказателство за делене в космоса, което потвърждава теория, която предложихме преди няколко години", отбелязва Мъмпауър.

Справка: Ian U. Roederer et al, Element abundance patterns in stars indicate fission of nuclei heavier than uranium, Science (2023). DOI: 10.1126/science.adf1341. www.science.org/doi/10.1126/science.adf1341

Източници:

Ancient stars made extraordinarily heavy elements, researchers find, North Carolina State University

First hints of nuclear fission in cosmos revealed by models, observations, DOE/LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !