Meteorlardaki radyoaktivite, güneş sistemimizdeki en ağır elementlerin kökenine ışık tutuyor

Meteorlardaki radyoaktivite, güneş sistemimizdeki en ağır elementlerin kökenine ışık tutuyor
Yazıyı beğendiyseniz lütfen Paylaşın

[ad_1]
Güneş sisteminin oluşumunu gösteren sanatçı illüstrasyonu, radyoaktif çekirdeklerin göktaşı haline gelebilecek katılara dahil olduğu anı yakaladı. Kredi: Bill Saxton / NSF / AUI / NRAO

Uluslararası araştırmacılardan oluşan bir ekip, periyodik tablodaki en ağır elementlerin kozmik kökenine dair yeni bilgiler edinmek için 4.6 milyar yıl önce güneş sisteminin oluşumuna geri döndü.

Uluslararası Nükleer Astrofizik Araştırma Ağı’nın (IReNA) (irenaweb.org) ve Nükleer Astrofizik Ortak Enstitüsü — Elementlerin Evrimi Merkezi’nin (JINA-CEE) (jinaweb.org) bir parçası olarak işbirliği yapan bilim adamları tarafından yönetilen çalışma derginin en son sayısında yayınlandı Bilim.

Demir ve gümüş gibi günlük hayatımızda karşılaştığımız ağır elementler, 13.7 milyar yıl önce evrenin başlangıcında yoktu. Atomları bir araya getiren nükleosentez adı verilen nükleer reaksiyonlarla zamanla yaratıldılar. Özellikle, en ağır elementlerden bazıları olan iyot, altın, platin, uranyum, plütonyum ve küriyum, hızlı nötron yakalama işlemi veya r işlemi adı verilen belirli bir nükleosentez türü tarafından yaratıldı.

Hangi astronomik olayların en ağır elementleri üretebileceği sorusu onlarca yıldır bir muamma. Günümüzde, r sürecinin iki nötron yıldızı arasındaki şiddetli çarpışmalar sırasında, bir nötron yıldızı ile bir kara delik arasında veya büyük yıldızların ölümünü izleyen nadir patlamalar sırasında gerçekleşebileceği düşünülmektedir. Bu tür yüksek enerjili olaylar, evrende çok nadiren meydana gelir. Yaptıklarında, nötronlar atomların çekirdeğine dahil edilir ve daha sonra protonlara dönüştürülür. Periyodik tablodaki elementler çekirdeklerindeki proton sayısıyla tanımlandığından, daha fazla nötron yakalandıkça r işlemi daha ağır çekirdekler oluşturur.

R işlemi tarafından üretilen çekirdeklerden bazıları radyoaktiftir ve kararlı çekirdeklere dönüşmesi milyonlarca yıl alır. İyot-129 ve curium-247, güneşin oluşumundan önce üretilen bu tür çekirdeklerden ikisidir. Sonunda dünya yüzeyine göktaşları olarak düşen katılara dahil edildiler. Bu göktaşlarının içinde, radyoaktif bozunma, fazla miktarda kararlı çekirdek üretti. Günümüzde bu fazlalık, oluşumundan hemen önce güneş sisteminde bulunan iyot-129 ve curium-247 miktarını bulmak için laboratuvarlarda ölçülebilmektedir.

Bu iki r-işlem çekirdeği neden bu kadar özel? Genelde kendilerine özgü bir özellikleri vardır: neredeyse tamamen aynı oranda bozunurlar. Yani iyot-129 ile küriyum-247 arasındaki oran milyarlarca yıl önce oluştuklarından beri değişmemiştir.

“Bu inanılmaz bir tesadüf, özellikle bu çekirdekler meteorlarda ölçülebilen sadece beş radyoaktif r-proses çekirdeğinden ikisi olduğu düşünüldüğünde,” diyor Benoit Co? Te? Konkoly Gözlemevi’nden, çalışmanın lideri. “İyot-129 – küriyum-247 oranı, tarih öncesi bir fosil gibi, zaman içinde donarken, güneş sisteminin bileşimini oluşturan son ağır element üretim dalgasına ve içindeki her şeye doğrudan bakabiliriz. ”

53 protonlu iyot, 96 protonuyla küriyumdan daha kolay oluşturulur. Bunun nedeni, curium’un daha yüksek proton sayısına ulaşmak için daha fazla nötron yakalama reaksiyonu gerektirmesidir. Sonuç olarak, iyot-129’un küriyum-247’ye oranı, büyük ölçüde, oluşumları sırasında mevcut olan nötron miktarına bağlıdır.

Ekip, meteorların bileşimini yeniden üreten doğru koşullar kümesini bulmak için nötron yıldızları ve kara delikler arasındaki çarpışmalardan sentezlenen iyot-129 – küriyum-247 oranlarını hesapladı. Güneş sisteminin doğumundan önceki son r-süreci olayı sırasında mevcut nötron miktarının çok yüksek olamayacağı sonucuna vardılar. Aksi takdirde, iyota göre çok fazla curium oluşmuş olurdu. Bu, bir çarpışma sırasında bir nötron yıldızının yüzeyinden kopan madde gibi çok nötron açısından zengin kaynakların muhtemelen önemli bir rol oynamadığı anlamına geliyor.

Peki bu r-süreci çekirdeklerini ne yarattı? Araştırmacılar nasıl yapıldığına dair yeni ve anlayışlı bilgiler sağlayabilirken, onları yaratan astronomik nesnenin doğasını belirleyemediler. Bunun nedeni, nükleosentez modellerinin belirsiz nükleer özelliklere dayanması ve nötron mevcudiyetini büyük yıldız patlamaları ve çarpışan nötron yıldızları gibi belirli astronomik nesnelere nasıl bağlayacağının hala belirsiz olmasıdır.

Çalışmanın ortak yazarı olan Notre Dame Üniversitesi’nden Nicole Vassh, “Ancak iyot-129’un küriyum-247 oranının ağır element nükleosentezinin temel doğasına daha doğrudan eşleşme yeteneği, gelecek için heyecan verici bir olasılık” dedi.

Bu yeni teşhis aracı ile, astrofiziksel simülasyonların aslına uygunluğundaki ve nükleer özelliklerin anlaşılmasındaki ilerlemeler, hangi astronomik nesnelerin güneş sisteminin en ağır unsurlarını yarattığını ortaya çıkarabilir.

“Bunun gibi çalışmalar ancak, her bir işbirlikçinin bulmacanın farklı bir parçasına katkıda bulunduğu çok disiplinli bir ekibi bir araya getirdiğinizde mümkündür. JINA-CEE 2019 Frontiers toplantısı, mevcut sonuca götüren işbirliğini resmileştirmek için ideal ortamı sağladı,” Côté dedi.


Potasyum çekirdeği büyüsünün bir kısmını kaybeder


[ad_2]

Kaynak

admin

admin

Talebemektebi bir sevdanın hikayesi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Translate »