طلا منشا فرازمینی دارد!

به گزارش وبلاگ ساختمان، یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه دارمشتات آلمان اخیراً دریافته است که عناصر سنگینی مانند طلا و اورانیوم از فرآیند پیچیده در برخورد های کیهانی تولید و آزاد می شوند.

طلا منشا فرازمینی دارد!

عناصر شیمیایی در کیهان ما چگونه تولید می شوند؟ عناصر سنگین مانند طلا و اورانیوم از کجا می آیند؟ این ها سوالاتی است که اگرچه سابقه کهنی دارند، اما یک تیم تحقیقاتی از GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung در دارمشتات آلمان، با استفاده از شبیه سازی های کامپیوتری بدان دست یافته است.

نتایج این پژوهش در مجله Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده که در ادامه خلاصه ای از آن را ملاحظه خواهید کرد.

دانشمندان آلمانی، همراه با همکارانی از بلژیک و ژاپن، در این مطالعه نشان می دهند که سنتز عناصر سنگین در سیاه چاله های خاصی با انباشت ماده در حال چرخش، که به اصطلاح دیسک های برافزایشی نامیده می شود، امری معمول است.

به عبارت دیگر، همه عناصر سنگین روی زمین، تحت شرایط خاص و در محیط های اخترفیزیکی همچون درون ستارگان، در انفجار های ستاره ای و در هنگام برخورد ستارگان نوترونی، تشکیل شده اند.

محققان این سوال را مطرح کرده اند که در کدام یک از این رویداد های اخترفیزیکی شرایط مناسب برای تشکیل سنگین ترین عناصر مانند طلا یا اورانیوم وجود دارد. اولین سرنخ، مشاهده امواج گرانشی و تشعشعات الکترومغناطیسی ناشی از ادغام ستاره نوترونی در سال 2017 بود که طرز شگفت انگیزی نشان داد که بسیاری از عناصر سنگین می توانند در این برخورد های کیهانی تولید و آزاد شوند.

با این حال، این سوال هنوز باقی می ماند که چه زمان و چرا مواد به بیرون پرتاب می شود و اینکه آیا ممکن است سناریو های دیگری وجود داشته باشد که در آن عناصر سنگین تولید شوند؟

امیدوارکننده ترین گزینه برای تولید عناصر سنگین، سیاهچاله هایی هستند که از طریق یک قرص برافزایشی از ماده متراکم و داغ در گردش هستند. چنین سیستمی هم پس از ادغام دو ستاره نوترونی پرجرم و هم در طی فروپاشی و سپس انفجار یک ستاره در حال چرخش تشکیل می شود.

ترکیب داخلی چنین دیسک های برافزایشی تا کنون به خوبی درک نشده است، به ویژه با توجه به شرایطی که در آن نوترون های اضافی تشکیل می شود. تعداد بالای نوترون ها یک نیاز اساسی برای سنتز عناصر سنگین است، زیرا فرآیند جذب نوترون یا فرآیند r را امکان پذیر می کند. نوترینو های تقریباً بدون جرم نقش کلیدی در این فرآیند دارند، زیرا تبدیل بین پروتون و نوترون را امکان پذیر می کنند.

دکتر الیور جاست از گروه اخترفیزیک نسبیتی در بخش تحقیقاتی GSI توضیح می دهد که: در این مطالعه ما برای اولین بار به طور سیستماتیک نرخ تبدیل نوترون ها و پروتون ها را برای تعداد زیادی از پیکربندی های دیسک با استفاده از شبیه سازی های کامپیوتری دقیق بررسی کردیم و دریافتیم که دیسک ها تا زمانی که شرایط خاص وجود داشته باشد، از نظر نوترون بسیار غنی هستند.

عامل مشخص کننده در اینجا جرم کل دیسک است و هر چه دیسک جرم بیشتری داشته باشد، نوترون ها، نوترینو های بیشتری را برای سنتز عناصر سنگین با استفاده از فرآیند r جذب می کنند.

با این حال، اگر جرم دیسک خیلی زیاد باشد، واکنش معکوس نقش افزایشی ایفا می کند به طوری که نوترینو های بیشتری قبل از ترک دیسک از طریق نوترون ها بازپس گرفته می شوند. این نوترون ها سپس به پروتون تبدیل می شوند که مانع از فرآیند r می شود. همانطور که مطالعه نشان می دهد، جرم دیسک برای تولید عناصر سنگین، حدود 0.01 تا 0.1 جرم خورشیدی است.

نتیجه مطالعه، شواهد قوی ارائه می دهد که ادغام ستاره های نوترونی که دیسک های برافزایشی را با این جرم های دقیق ایجاد می کند، می تواند نقطه منشأ بخش بزرگی از عناصر سنگین باشد. با این حال، اینکه آیا و چگونه اغلب چنین دیسک های برافزایشی در سیستم های جمع کننده رخ می دهند در حال حاضر نامشخص است.

علاوه بر فرآیند های احتمالی پرتاب جرم، گروه تحقیقاتی به سرپرستی دکتر آندریاس باسوین همچنین در حال بررسی سیگنال های نوری تولید شده از طریق ماده پرتاب شده است که برای استنباط جرم و ترکیب ماده پرتاب شده در مشاهدات بعدی برخورد، استفاده خواهد شد.

ستاره های نوترونی یکی از اجزای سازنده مهم برای خواندن صحیح این سیگنال های نوری محسوب می شوند که می توانند آگاهی های دقیقی از جرم ها و سایر خواص عناصر تازه تشکیل شده، ارائه دهند. این داده ها در حال حاضر ناکافی هستند، اما با بهره برداری از نسل بعدی شتاب دهنده ها، مانند FAIR، میزان گیری این فرآیند با دقت بی سابقه ای در آینده امکان پذیر خواهد بود. باوسوین پیش بینی می کند که محققان در سال های آینده بتوانند فرآیند ادغام ستاره های نوترونی را به عنوان منشاء عناصر فرآیند r بررسی کنند.

منبع: فرادید

به "طلا منشا فرازمینی دارد!" امتیاز دهید

امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "طلا منشا فرازمینی دارد!"

* نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید