[ad_1]

ابرنواختر

کاسیوپیا A بقایای ابرنواختر در صورت فلکی کاسیوپیا است. اعتبار: NASA / CXC / SAO

محققان دانشگاه ایالتی میشیگان (MSU) دریافته اند که یکی از مهمترین واکنشها در جهان می تواند باعث افزایش عظیم و غیرمنتظره ستاره های در حال انفجار معروف به ابرنواختر شود.

این کشف همچنین ایده هایی را در مورد چگونگی ساخت برخی از عناصر سنگین روی زمین به چالش می کشد. به طور خاص ، این نظریه را لغو می کند که توضیح می دهد مقدار زیاد غیر عادی و خاص برخی از ایزوتوپ های موجود در عناصر روتنیوم و مولیبدن در این سیاره است.

لوک رابرتز ، استادیار موسسه پرتوهای ایزوتوپ نادر ، FRIB و گروه فیزیک و نجوم در MSU ، گفت: “جای تعجب است.” رابرتز کد رایانه ای را که تیم برای مدل سازی محیط در ابرنواختر استفاده می کند ، پیاده سازی کرد. “ما مطمئناً وقت زیادی را صرف اطمینان از صحت نتایج کردیم.”

نتایج در تاریخ 2 دسامبر به صورت آنلاین در ژورنال منتشر شد طبیعت، نشان می دهد که درونی ترین مناطق ابرنواخترها می توانند اتمهای کربن را بیش از 10 برابر سریعتر از آنچه تصور می شد حفر کنند. این نسل از کربن از طریق واکنشی شناخته می شود که به فرآیند آلفای سه گانه معروف است.

هندریک شاتز ، یکی از همکاران رابرتز ، گفت: “واکنش آلفای سه گانه از بسیاری جهات مهمترین واکنش است. این وجود ما را تعیین می کند.” شاتز استاد برجسته ای در گروه فیزیک و نجوم و در مرکز ایزوتوپ نادر و مدیر موسسه مشترک اخترفیزیک هسته ای – مرکز تکامل عناصر یا JINA-CEE است

تقریباً تمام اتم های تشکیل دهنده زمین و همه چیز روی آن ، از جمله انسان ها ، در ستاره ها جعل شده اند. طرفداران نویسنده و دانشمند فقید کارل ساگان ممکن است جمله معروف وی “همه ما از چیزهای ستاره ای ساخته شده ایم” را به خاطر بسپارند. شاید هیچ چیز ستاره ای مهمتر از کربن تشکیل شده در فضا از طریق فرآیند آلفای سه گانه برای زندگی نباشد.

این فرآیند با ذرات آلفا ، که هسته اتم های هلیوم یا هسته ها هستند ، آغاز می شود. هر ذره آلفا از دو پروتون و دو نوترون تشکیل شده است.

در این روند ، ستاره های آلفای سه گانه سه ذره آلفا را با هم ادغام می کنند و یک ذره جدید با شش پروتون و شش نوترون ایجاد می کنند. این رایج ترین شکل کربن در جهان است. ایزوتوپهای دیگری نیز وجود دارد که از سایر فرآیندهای هسته ای بدست آمده اند ، اما آنها کمی بیش از 1٪ از اتمهای کربن زمین را تشکیل می دهند.

رابرتز گفت ، با این حال ، هم آمیختگی سه ذره آلفا معمولاً یک فرآیند ناکارآمد است ، مگر اینکه چیزی برای کمک به او باشد. تیم اسپارتان کشف کرده اند که درونی ترین مناطق ابرنواختر ممکن است یاورانی برای حمل داشته باشند: پروتونهای اضافی. به این ترتیب ، یک ابرنواختر غنی از پروتون می تواند پاسخ آلفای سه گانه را تسریع کند.

رابرتز گفت ، اما تسریع در پاسخ آلفای سه گانه همچنین مانع از توانایی ابرنواختر در ساخت عناصر سنگین تر در جدول تناوبی می شود. این مهم است زیرا دانشمندان مدتها معتقد بودند که ابرنواخترهای غنی از پروتون فراوانی شگفت آور زمین را در ایجاد برخی ایزوتوپهای روتنیم و مولیبدن ایجاد می کنند که حاوی تقریباً 100 پروتون و نوترون است.

غافلگیر شدن یک ابرنواختر یک راز ابتدایی ایجاد می کند

در طی این روند ، ستاره های سه گانه آلفا سه هسته هلیوم را که ذرات آلفا نیز نامیده می شوند ، با هم (چپ) با هم ذوب می کنند و یک اتم کربن با انرژی اضافی موسوم به حالت هویل ایجاد می کنند. این حالت هویل را می توان با آزاد کردن چندین اشعه گاما (در مرکز) به سه ذره آلفا تقسیم کرد و یا در حالت پایه کربن پایدار قرار داد. در داخل ابرنواختر ، با وجود پروتون های اضافی (درست) می توان ایجاد کربن پایدار را بهبود بخشید. اعتبار: دستگاه برای اشعه ایزوتوپ نادر است

رابرتز گفت: “شما این ایزوتوپ ها را در جای دیگر نمی سازید.”

اما بر اساس مطالعه جدید ، احتمالاً آنها را به ابرنواخترهای غنی از پروتون تبدیل نمی کنید.

شاتز در مورد این ایزوتوپ ها گفت: “آنچه به نظر من جالب است این است كه حالا شما باید برای توضیح وجود آنها راهی دیگر بیابید. آنها مجبور نیستند با این فراوانی در اینجا باشند.” “یافتن گزینه های جایگزین آسان نیست.”

سام آستین ، استاد افتخاری استاد MSU و مدیر سابق آزمایشگاه ملی ابررسانای سیکلوترون ، پیشینی FRIB ، گفت: “به نوعی این یک چیز بد است”. ما فکر کردیم که آن را می دانیم ، اما به اندازه کافی آن را نمی دانستیم.

محققان افزودند ، ایده های دیگری نیز وجود دارد ، اما هیچ یک از نظر دانشمندان هسته ای کاملاً راضی کننده نیست. همچنین ، هیچ نظریه موجود هنوز شامل این کشف جدید نیست.

شاتز گفت: “هر اتفاقی که بعد بیفتد ، باید تأثیرات یک پاسخ آلفا سه گانه را تسریع کنید. این یک معما جالب است.”

اگرچه تیم هیچ راه حل فوری برای این معما ندارند ، محققان گفتند که این آزمایشات آینده در FRIB ، MSU را تحت تأثیر قرار می دهد ، که اخیراً توسط وزارت انرژی وزارت انرژی (DOE-SC) به عنوان یک مرکز مصرف کننده تعیین شده است.

علاوه بر این ، MSU زمینه مناسب برای ظهور نظریه های جدید را فراهم می کند. این محل برگزاری برنامه کارشناسی ارشد با بالاترین رتبه در آموزش نسل بعدی فیزیکدانان هسته ای است. این موسسه همچنین یک موسسه مهم JINA است که همکاری در زمینه فیزیک هسته ای و اخترفیزیک را توسعه می دهد ، مانند موسسه ای که شیلون جین را نیز شامل می شود. جین در این پروژه به عنوان یک اسناد پست MSU کار کرد و از آن زمان به آکادمی علوم چین پیوست.

بنابراین ، اگرچه آستین از اینکه این نتیجه با مفاهیم دیرینه ایجاد عناصر مغایرت دارد ، ابراز ناامیدی کرد ، اما او همچنین می دانست که این یک علم جدید و درک بهتر جهان را پرورش می دهد.

وی گفت: “پیشرفت زمانی حاصل می شود که تناقضی وجود داشته باشد.”

شاتز گفت: “ما عاشق پیشرفت هستیم.” حتی اگر نظریه مورد علاقه ما را از بین ببرد. ”


آزمایش های انجام شده با یک شتاب دهنده ذرات فرانسوی ویژگی های ابرنواختر را بررسی می کند


اطلاعات بیشتر:
شیلون جین و همکاران ، پاسخ α سه برابر افزایش یافته ، نوکلئوسنتز غنی از پروتون در ابرنواخترها را کاهش می دهد ، طبیعت (2020) DOI: 10.1038 / s41586-020-2948-7

تهیه شده توسط دانشگاه ایالتی میشیگان

نقل قول: غافلگیری Supernova یک رمز و راز ابتدایی ایجاد می کند (2020 ، 2 دسامبر) که در تاریخ 2 دسامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-12-supernova-elemental-mystery.html بارگیری شد.

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir