Naukowcy odkryli pierwszą oznakę rozszczepienia jądrowego zachodzącego pomiędzy gwiazdami. Odkrycie to potwierdza tezę, że gdy gwiazdy neutronowe zderzają się ze sobą, powstają „superciężkie” pierwiastki – cięższe od najcięższych pierwiastków w układzie okresowym – które następnie rozpadają się poprzez Rozszczepienia jądrowego Aby w Twojej biżuterii pojawiły się takie elementy jak złoto.
Rozszczepienie jądrowe jest w zasadzie odwrotne Fuzja nuklearna. Podczas gdy synteza jądrowa odnosi się do rozkładu lżejszych pierwiastków na cięższe, rozszczepienie jądrowe to proces, w którym uwalniana jest energia, gdy ciężkie pierwiastki dzielą się, tworząc lżejsze pierwiastki. Rozszczepienie jądrowe jest również dobrze znane. To właściwie podstawa elektrowni jądrowych, które wytwarzają tutaj energię Grunt -Jednakże nigdy nie zaobserwowano, żeby coś takiego miało miejsce pomiędzy gwiazdy przedtem.
„Ludzie myśleli, że we wszechświecie zachodzi rozszczepienie, ale do tej pory nikt nie był w stanie tego udowodnić” – powiedział Matthew Mombor, współautor badań i naukowiec z Los Alamos National Laboratory, – stwierdził w oświadczeniu.
Zespół badaczy, kierowany przez naukowca z North Carolina State University, Iana Roederera, przeczesał dane dotyczące szerokiego zakresu pierwiastków w gwiazdach, aby odkryć pierwszy dowód na to, że rozszczepienie jądrowe może nastąpić w wyniku łączenia się gwiazd neutronowych. Odkrycia te mogą pomóc w rozwiązaniu zagadki, gdzie WszechświatPochodzą z niego pierwiastki ciężkie.
Powiązany: Co się stanie, gdy zderzą się gwiazdy neutronowe? Astronomowie mogą w końcu to wiedzieć
Naukowcy wiedzą, że synteza jądrowa to nie tylko główne źródło energii dla gwiazd, ale także siła, która tworzy różnorodne pierwiastki, z których najcięższym jest żelazo.
Jednak obraz tzw. nukleosyntezy cięższych pierwiastków, takich jak złoto i uran, był nieco bardziej niejednoznaczny. Naukowcy podejrzewają, że te cenne i rzadkie ciężkie pierwiastki pochodzą z dwóch niezwykle gęstych martwych gwiazd – Gwiazdy neutronowe – Zderzają się i łączą, tworząc środowisko wystarczająco gwałtowne, aby stworzyć elementy, których nie da się stworzyć nawet w jądrach najbardziej niestabilnych gwiazd.
Dowody na rozszczepienie jądrowe odkryte przez Mumpower i zespół mają postać związku między „maleńkimi metalami lekkimi”, takimi jak srebro, a „jądrami ziem rzadkich”, takimi jak europ, które pojawiają się w niektórych gwiazdach. Naukowcy zaobserwowali, że gdy wzrasta liczba pierwiastków w jednej z tych grup, zwiększają się także odpowiadające jej pierwiastki z drugiej grupy.
Badania zespołu wskazują również, że pierwiastki o masach atomowych mają pewną liczbę pierwiastków Protony I Neutrony W jądrze atomowym – nawet jeśli trwa to krótko – może nastąpić ponad 260 zderzeń gwiazd neutronowych. Jest to znacznie cięższe niż wiele pierwiastków na „cięższym końcu” układu okresowego.
„Jedynym prawdopodobnym sposobem, w jaki mogłoby to nastąpić pomiędzy różnymi gwiazdami, jest spójny proces podczas powstawania ciężkich pierwiastków” – powiedział Mumpower. „To niezwykle głębokie zjawisko i pierwszy dowód na rozszczepienie we wszechświecie, potwierdzający teorię, którą zaproponowaliśmy kilka lat temu”.
„W miarę zdobywania kolejnych obserwacji Wszechświat mówi: «Hej, tutaj jest sygnatura, która może pochodzić jedynie z rozszczepienia»”.
Gwiazdy neutronowe i rozszczepienie jądrowe
Gwiazdy neutronowe powstają, gdy masywne gwiazdy kończą swoje zapasy paliwa potrzebne do wewnętrznej syntezy jądrowej, co oznacza energię, którą musiały utrzymać, aby pokonać własny ciąg wewnętrzny powaga Zatrzymuje się. Gdy zewnętrzne warstwy tych umierających gwiazd zapadają się, powstają jądra gwiazdowe o masach od jednego do dwóch razy większych od mas gwiazd. słońce Zapada się do szerokości około 12 mil (20 kilometrów).
To zasadnicze załamanie następuje bardzo szybko ElektronyProtony są ze sobą złączone, tworząc morze neutronów tak gęste, że sprowadzona na Ziemię łyżka „materii” gwiazdy neutronowej ważyłaby ponad miliard ton.
Kiedy te ekstremalne gwiazdy występują w parach podwójnych, krążą wokół siebie spiralnie. Kiedy krążą wokół siebie, tracą moment pędu, ponieważ emitują nieuchwytne zmarszczki w czasoprzestrzeni zwane momentem pędu Fale grawitacyjne . Powoduje to, że gwiazdy neutronowe zderzają się i ostatecznie łączą, co nie jest zaskakujące, biorąc pod uwagę ich ekstremalną i dziwaczną naturę, tworząc niezwykle gwałtowne środowisko.
To ostateczne połączenie gwiazd neutronowych uwalnia bogactwo wolnych neutronów, cząstek zwykle kojarzonych z protonami w jądrach atomowych. Może to pozwolić innym jądrom atomowym w tych środowiskach na szybkie wychwytywanie tych wolnych neutronów – proces zwany szybkim wychwytywaniem neutronów lub „procesem r”. Dzięki temu jądro atomowe staje się cięższe, co prowadzi do powstawania superciężkich i niestabilnych pierwiastków. Te superciężkie pierwiastki mogą następnie ulec rozszczepieniu, aby podzielić się na lżejsze, bardziej stabilne pierwiastki, takie jak złoto.
W 2020 roku Mumpower przewidział, w jaki sposób będą rozłożone „fragmenty rozszczepialne” jądra powstałe w procesie r. Współpracownik Mumpower i naukowiec z projektu TRIUMF Nicole Fach obliczyła następnie, w jaki sposób w procesie r powstają drobne metale lekkie, takie jak ruten, rod, pallad i srebro, a także jądra metali ziem rzadkich, takie jak europ, gadolin i dysproz. I holm.
Przewidywanie to można sprawdzić nie tylko przyglądając się łączeniom gwiazd neutronowych, ale także przyglądając się obfitości pierwiastków w gwiazdach, które zostały wzbogacone w materię utworzoną w procesie r.
W ramach nowych badań przyjrzano się 42 gwiazdom i stwierdzono dokładną korelację przewidzianą przez Fasha, wykazującą wyraźne oznaki rozszczepienia i rozpadu pierwiastków cięższych niż pierwiastki w układzie okresowym, co dodatkowo potwierdza, że zderzenia gwiazd neutronowych rzeczywiście są miejscami, w których pierwiastki cięższe od żelaza są sfałszowane.
„Korelacja jest bardzo silna w przypadku gwiazd wzmocnionych r, w przypadku których mamy wystarczające dane. Wszystkie czas Natura produkujekukurydzaZe srebra wytwarzają również proporcjonalnie cięższe jądra metali ziem rzadkich. „Tworzenie tych skupisk pierwiastków jest już na zaawansowanym etapie. Pokazaliśmy, że za to odpowiedzialny może być tylko jeden mechanizm – rozszczepienie – i ludzie głowili się nad tym od lat pięćdziesiątych XX wieku” – podsumował Mumpower.
Wyniki badań zespołu opublikowano w numerze czasopisma z 6 grudnia Nauki.
„Kawioholik. Fanatyk alkoholu na całe życie. Typowy ekspert podróży. Skłonny do napadów apatii. Internetowy pionier”.
More Stories
SpaceX wystrzeliwuje 23 satelity Starlink podczas lotu Falcon 9 z Cape Canaveral – lot kosmiczny teraz
Falcon 9 wystrzeliwuje satelity nawigacyjne Galileo
Mars Express odkrywa tajemnicze marsjańskie pająki