Wetenschappers hebben de eerste aanwijzingen ontdekt dat er kernsplijting plaatsvindt tussen sterren. Deze ontdekking ondersteunt het idee dat wanneer neutronensterren met elkaar botsen, ze ‘superzware’ elementen produceren – zwaarder dan de zwaarste elementen in het periodiek systeem – die vervolgens uit elkaar vallen via Kernsplijting Om elementen zoals goud in je sieraden te verwerken.
Kernsplijting is feitelijk het tegenovergestelde Kernfusie. Terwijl kernfusie verwijst naar het afbreken van lichtere elementen om zwaardere elementen te vormen, is kernsplijting een proces waarbij energie vrijkomt wanneer zware elementen zich splitsen om lichtere elementen te vormen. Kernsplijting is ook algemeen bekend. Het is eigenlijk de basis van de kerncentrales die hier energie opwekken Land -Het is echter nooit tussendoor gebeurd sterren voor nu.
“Mensen dachten dat er splijting plaatsvond in het universum, maar tot nu toe had niemand het kunnen bewijzen”, zegt Matthew Mombor, co-auteur van het onderzoek en wetenschapper aan het Los Alamos National Laboratory. Dat zei hij in een verklaring.
Het team van onderzoekers, onder leiding van wetenschapper Ian Roederer van de North Carolina State University, heeft gegevens over een breed scala aan elementen in sterren doorzocht om het eerste bewijs te ontdekken dat kernsplijting kan optreden wanneer neutronensterren samensmelten. Deze bevindingen kunnen het mysterie van waar helpen oplossen UniversumEr komen zware elementen vandaan.
Verwant: Wat gebeurt er als neutronensterren botsen? Astronomen weten het misschien eindelijk
Wetenschappers weten dat kernfusie niet alleen de belangrijkste energiebron voor sterren is, maar ook de kracht die een verscheidenheid aan elementen vormt, waarvan ijzer de zwaarste is.
Het beeld van de zogenaamde nucleosynthese van zwaardere elementen zoals goud en uranium was echter wat dubbelzinniger. Wetenschappers vermoeden dat deze waardevolle en zeldzame zware elementen afkomstig zijn van twee ongelooflijk dichte dode sterren: Neutronensterren – Ze botsen en versmelten, waardoor een omgeving ontstaat die gewelddadig genoeg is om elementen te creëren die zelfs in de kernen van de meest onstabiele sterren niet kunnen worden gecreëerd.
Het bewijs voor kernsplijting dat door Mumpower en het team is ontdekt, komt in de vorm van een relatie tussen ‘kleine lichte metalen’, zoals zilver, en ‘zeldzame aardkernen’, zoals europium, die in sommige sterren voorkomen. Wetenschappers zagen dat wanneer een van deze groepen elementen toeneemt, de overeenkomstige elementen in de andere groep ook toenemen.
Uit het onderzoek van het team blijkt ook dat elementen met een atoommassa een aantal elementen hebben Protonen En Neutronen In de atoomkern kunnen er meer dan 260 botsingen tussen neutronensterren plaatsvinden, zelfs als dit bestaan van korte duur is. Dit is veel zwaarder dan veel van de elementen aan de “zware kant” van het periodiek systeem.
‘De enige plausibele manier waarop dit tussen verschillende sterren zou kunnen gebeuren, is als er een consistent proces aan het werk is tijdens de vorming van zware elementen,’ zei Mumpower. “Dit is ongelooflijk diepgaand en is het eerste bewijs van splijting in het universum, wat de theorie bevestigt die we enkele jaren geleden hebben voorgesteld.”
“Naarmate we meer waarnemingen krijgen, zegt het universum: ‘Hé, er is hier een handtekening, en die kan alleen voortkomen uit kernsplijting.'”
Neutronensterren en kernsplijting
Neutronensterren ontstaan wanneer massieve sterren het einde van hun brandstofvoorraad voor intrinsieke kernfusie bereiken, dat wil zeggen de energie die ze hadden om hen te ondersteunen tegen hun eigen interne kracht in. zwaartekracht Het stopt. Terwijl de buitenste lagen van deze stervende sterren instorten, worden sterkernen gevormd met een massa die varieert van één tot twee maal de massa van sterren. de zon Het stort in tot een breedte van ongeveer 20 kilometer.
Deze fundamentele ineenstorting gebeurt zeer snel ElektronenDe protonen worden samengedrukt, waardoor een zee van neutronen ontstaat die zo dicht is dat slechts een eetlepel neutronenster-materie meer dan een miljard ton zou wegen als deze naar de aarde zou worden gebracht.
Wanneer deze extreme sterren in binaire paren voorkomen, draaien ze om elkaar heen. Terwijl ze om elkaar heen draaien, verliezen ze hun impulsmoment omdat ze ongrijpbare rimpelingen in de ruimtetijd uitzenden, genaamd impulsmoment. Zwaartekrachtgolven . Dit zorgt ervoor dat neutronensterren botsen en uiteindelijk samensmelten, wat niet verwonderlijk is gezien hun extreme en bizarre aard, waardoor een extreem gewelddadige omgeving ontstaat.
Bij deze laatste samensmelting van neutronensterren komt een schat aan vrije neutronen vrij, deeltjes die normaal gesproken geassocieerd worden met protonen in atoomkernen. Hierdoor zouden andere atoomkernen in deze omgevingen deze vrije neutronen snel kunnen vangen – een proces dat snelle neutronenvangst of ‘r-process’ wordt genoemd. Hierdoor kan de atoomkern zwaarder worden, wat leidt tot de vorming van superzware en onstabiele elementen. Deze superzware elementen kunnen vervolgens splijten en zich splitsen in lichtere, stabielere elementen zoals goud.
In 2020 voorspelde Mumpower hoe de “splijtbare fragmenten” van de kern, gegenereerd door het r-proces, zouden worden verdeeld. Mumpower-medewerker en TRIUMF-wetenschapper Nicole Fach berekende vervolgens hoe het r-proces fijne lichte metalen zoals ruthenium, rhodium, palladium en zilver zou coproduceren – evenals zeldzame aardkernen, zoals europium, gadolinium en dysprosium. En holmium.
Deze voorspelling kan niet alleen worden getest door te kijken naar de samensmelting van neutronensterren, maar ook door te kijken naar de overvloed aan elementen in sterren die zijn verrijkt met materiaal dat door het r-proces is gecreëerd.
Bij dit nieuwe onderzoek werd naar 42 sterren gekeken en werd de exacte correlatie gevonden die door Fash werd voorspeld, wat een duidelijk teken toont van de splijting en het verval van elementen die zwaarder zijn dan die in het periodiek systeem, wat verder bevestigt dat botsingen tussen neutronensterren inderdaad de locaties zijn waar elementen zwaarder dan ijzer voorkomen. zijn vervalst.
‘De correlatie is erg sterk in r-enhanced sterren waar we voldoende gegevens over hebben tijd De natuur produceertmaïsVan zilver produceren ze ook verhoudingsgewijs zwaardere zeldzame aardkernen. “De vorming van deze clusters van elementen is in volle gang. We hebben aangetoond dat slechts één mechanisme verantwoordelijk kan zijn – kernsplijting – en mensen hebben zich hier sinds de jaren vijftig hun hersens over gebroken,” concludeerde Mumpower.
Het onderzoek van het team werd gepubliceerd in het nummer van 6 december van het tijdschrift Wetenschappen.
“Social media fanaat. Fanatieke bacon fanaat. Wannabe popcultuur fan. Communicator. Gecertificeerd schrijver.”
More Stories
T. rex vormt de kern van het debat over de intelligentie van dinosauriërs
NASA demonstreert hoe SpaceX ruimtevaartuigen in een lage baan om de aarde bijtankt
Robots versus dieren: wie wint de race in natuurlijke omgevingen?