Древние звезды могли создавать необычайно тяжелые элементы, считают исследователи
Международная группа ученых обнаружила, что древние звезды были способны производить элементы с атомными массами более 260, что тяжелее, чем любой элемент, находящийся на Земле естественным образом, из периодической системы элементов. Это открытие значительно расширяет наше понимание образования элементов в звездах.
Само наше существование неразрывно связано с космическим миром, поскольку мы состоим из материалов, происходящих из самих звезд. Звезды служат замечательными фабриками, постоянно участвующими в процессе слияния и распада элементов для образования новых элементов, которые весят либо меньше, либо больше. Различие между более легкими и тяжелыми элементами определяется их атомной массой, которую можно грубо понимать как совокупность протонов и нейтронов, расположенных внутри ядра одного атома, принадлежащего этому конкретному элементу.
Считается, что процесс создания самых тяжелых элементов происходит исключительно внутри нейтронных звезд посредством явления, известного как процесс быстрого захвата нейтронов, также называемый процессом r-типа. Представьте себе сценарий, в котором одинокое атомное ядро подвешено в море нейтронов. Внезапно значительное количество этих нейтронов прилипает к ядру, хотя и на короткое время, обычно длящееся менее секунды. Впоследствии происходит последовательность внутренних преобразований, включающих преобразование нейтронов в протоны, что приводит к чудесному появлению такого массивного элемента, как золото, платина или уран.
Элементы, обладающие наибольшей массой, по своей природе нестабильны или радиоактивны, а это означает, что с течением времени они постепенно распадаются. Одним из способов их распада является процесс, называемый делением.
— Иан Рекдерер, доцент физики в Северо-Каролинском государственном университете и главный автор исследования.
Есть общее представление о том, как работает процесс r-типа, но условия процесса довольно экстремальны. У ученых нет хорошего представления о том, сколько различных мест во Вселенной могут генерировать процесс r-типа, неизвестно, как заканчивается процесс r-типа, и мы не можем ответить на вопросы, например, сколько нейтронов можно добавить? Насколько тяжелым может быть элемент? Поэтому исследователи решили посмотреть на элементы, которые могут быть получены делением в некоторых хорошо изученных старых звездах, чтобы посмотреть, сможем ли мы начать находить ответы на некоторые из этих вопросов.
Команда взглянула на количество тяжелых элементов в 42 хорошо изученных звездах в Млечном Пути. Установлено, что в этих звездах имеются тяжелые элементы, образованные процессом r-типа в предыдущие поколения звезд. Рассмотрев более общий взгляд на количество каждого тяжелого элемента, найденного в этих звездах в целом, а не как обычно, в индивидуальном порядке, они выявили ранее непризнанные закономерности. Результаты работы опубликованы в журнале Science.
Основываясь на наблюдаемых закономерностях, можно сделать вывод, что некоторые элементы, находящиеся в середине таблицы Менделеева, такие как серебро и родий, являются вероятными побочными продуктами, образующимися в результате расщепления тяжелого элемента. Благодаря своим исследованиям команда успешно установила, что процесс r-типа способен генерировать атомы с атомной массой 260 или выше до того, как они подвергнутся делению.
— Иан Рекдерер.
Само наше существование неразрывно связано с космическим миром, поскольку мы состоим из материалов, происходящих из самих звезд. Звезды служат замечательными фабриками, постоянно участвующими в процессе слияния и распада элементов для образования новых элементов, которые весят либо меньше, либо больше. Различие между более легкими и тяжелыми элементами определяется их атомной массой, которую можно грубо понимать как совокупность протонов и нейтронов, расположенных внутри ядра одного атома, принадлежащего этому конкретному элементу.
Считается, что процесс создания самых тяжелых элементов происходит исключительно внутри нейтронных звезд посредством явления, известного как процесс быстрого захвата нейтронов, также называемый процессом r-типа. Представьте себе сценарий, в котором одинокое атомное ядро подвешено в море нейтронов. Внезапно значительное количество этих нейтронов прилипает к ядру, хотя и на короткое время, обычно длящееся менее секунды. Впоследствии происходит последовательность внутренних преобразований, включающих преобразование нейтронов в протоны, что приводит к чудесному появлению такого массивного элемента, как золото, платина или уран.
Элементы, обладающие наибольшей массой, по своей природе нестабильны или радиоактивны, а это означает, что с течением времени они постепенно распадаются. Одним из способов их распада является процесс, называемый делением.
Процесс r-типа необходим, если вы хотите создавать элементы, которые тяжелее, скажем, свинца и висмута. Вам нужно очень быстро добавить много нейтронов, но трудность в том, что вам нужно много энергии и много нейтронов, чтобы это сделать. И лучшим местом для нахождения и того и другого является рождение или смерть нейтронной звезды, или столкновение нейтронных звезд и производство сырья для процесса
— Иан Рекдерер, доцент физики в Северо-Каролинском государственном университете и главный автор исследования.
Есть общее представление о том, как работает процесс r-типа, но условия процесса довольно экстремальны. У ученых нет хорошего представления о том, сколько различных мест во Вселенной могут генерировать процесс r-типа, неизвестно, как заканчивается процесс r-типа, и мы не можем ответить на вопросы, например, сколько нейтронов можно добавить? Насколько тяжелым может быть элемент? Поэтому исследователи решили посмотреть на элементы, которые могут быть получены делением в некоторых хорошо изученных старых звездах, чтобы посмотреть, сможем ли мы начать находить ответы на некоторые из этих вопросов.
Команда взглянула на количество тяжелых элементов в 42 хорошо изученных звездах в Млечном Пути. Установлено, что в этих звездах имеются тяжелые элементы, образованные процессом r-типа в предыдущие поколения звезд. Рассмотрев более общий взгляд на количество каждого тяжелого элемента, найденного в этих звездах в целом, а не как обычно, в индивидуальном порядке, они выявили ранее непризнанные закономерности. Результаты работы опубликованы в журнале Science.
Основываясь на наблюдаемых закономерностях, можно сделать вывод, что некоторые элементы, находящиеся в середине таблицы Менделеева, такие как серебро и родий, являются вероятными побочными продуктами, образующимися в результате расщепления тяжелого элемента. Благодаря своим исследованиям команда успешно установила, что процесс r-типа способен генерировать атомы с атомной массой 260 или выше до того, как они подвергнутся делению.
Это число 260 интересно, потому что ранее мы не обнаруживали ничего столь тяжелого в космосе или на Земле, даже при ядерных испытаниях. Но наблюдение их в космосе дает представление о том, как мы можем думать о моделях и делении — и может дать нам представление о том, как возникло обширное разнообразие элементов
— Иан Рекдерер.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Слежка под прикрытием науки: под боком у России и Китая появилась сеть Пентагона
Изначально оборудование должно было следить за землетрясениями, но американцы его быстро перенастроили...
Призрак, затопивший «Титаник», появился у берегов Англии
Ученые рассказали, как редкая оптическая иллюзия могла пустить ко дну самый защищенный лайнер в истории...
Тайна правой руки разгадана: ученые объяснили, когда и почему мы стали правшами
Исследователи говорят, что у человека не было выбора. Мы были просто обязаны стали праворукими...
«Невозможная» тайна скорости Сатурна наконец-то разгадана
Оказалось, что никаких ускорений и замедлений не было. Но почему ученым это казалось долгие десятилетия?...
Золото на дне: российский ученый подтвердил, что в Приморье есть затонувшие корабли с сокровищами
Почему эксперт опасается, что до них уже добрались черные дайверы...
Шанс один на 17 миллионов: четыре абсолютно одинаковые девочки родились в Санкт-Петербурге
Это первый случай в России и 15-й вообще в истории. Представляете, насколько он уникален?!...
Роды... в могиле: почему якуты «хоронили» на шесть дней беременных женщин?
Поразительно, но отголоски древних ритуалов живы в Якутии и по сей день...
«Летающая тарелка» от Илона Маска: зачем SpaceX выпускает «НЛО»?
Компания Илона Маска планирует запустить целое семейство дискообразных летательных аппаратов и заработать миллиарды...
Туннель Путина — Трампа с Чукотки на Аляску: что нам ждать после подписания соглашения?
На самом деле, этот проект справил 135-летний юбилей. Неужели человечество наконец-то доросло до тоннеля между Евразией и Америкой?...
Взрыв «лунной» ракеты остановил США: Китай выходит вперед?
Эксперты говорят: катастрофа отбросила американскую лунную программу на несколько лет назад...