Stelele neutronice care se ciocnesc se considerau ca fiind principala sursă a unora dintre cele mai grele elemente din tabelul periodic. Acum nu mai e așa.

Coliziunile stelelor neutronice nu creează cantitatea de elemente chimice presupuse anterior, constată o nouă analiză a evoluției galaxiei.

Cercetarea relevă, de asemenea, că modelele actuale nu pot explica cantitatea de aur din cosmos – creând un mister astronomic. Lucrarea a produs un nou tabel periodic, care arată originile stelare ale elementelor naturale, de la carbon la uraniu. Tot hidrogenul din Univers – inclusiv fiecare moleculă a acestuia de pe Pământ – a fost creată de Big Bang, care a produs, de asemenea, mult heliu și litiu.

Restul elementelor naturale sunt create de diferite procese nucleare care se petrec în interiorul stelelor. Masa guvernează exact ce elemente sunt forjate, dar toate sunt eliberate în galaxii în momentele finale ale fiecărei stele – exploziv în cazul celor cu adevărat mari, sau ca fluxuri dense, asemănătoare vântului solar, pentru cele din aceeași clasă cu Soarele.

„Ne putem gândi la stele ca la vase sub presiuni uriașe în care sunt create elemente noi”, a explicat co-autorul profesorul Karakas, de la Centrul de Excelență ARC din Australia.

„Reacțiile care produc aceste elemente furnizează, de asemenea, energia care menține stelele strălucitoare timp de miliarde de ani. Pe măsură ce stelele îmbătrânesc, ele produc elemente din ce în ce mai grele pe măsură ce interiorul lor se încălzește.”

tabelul periodic al originii elementelor în univers
Tabelul periodic al originii elementelor în Univers.

Jumătate din toate elementele care sunt mai grele decât fierul – cum ar fi toriul și uraniul – se credea că sunt făcute atunci când stelele de neutroni s-au ciocnit. Coliziunile stelelor neutronice teoretizate de mult nu au fost confirmate decât abia în 2017.

CITEȘTE:  Erupțiile puternice pe Soare ar putea cauza cutremure

Acum, însă, o nouă analiză efectuată de Karakas și colegii astronomi Chiaki Kobayashi și Maria Lugaro relevă faptul că rolul stelelor neutronice ar fi putut fi supraestimat considerabil – și că un alt proces stelar este în totalitate responsabil pentru realizarea majorității elementelor grele. „Fuziunile de stele neutronice nu au produs suficiente elemente grele în viața timpurie a Universului și nici nu o fac acum, 14 miliarde de ani mai târziu”, a spus Karakas.

„Universul nu le-a făcut suficient de rapid pentru a localiza prezența lor în stele foarte vechi și, în general, nu au loc suficiente coliziuni pentru a explica abundența acestor elemente în prezent”. În schimb, cercetătorii au descoperit că elementele grele trebuiau create de un soi complet diferit de fenomen stelar – supernove neobișnuite care se prăbușesc în timp ce se rotesc foarte repede și generează câmpuri magnetice puternice.

Descoperirea tocmai a fost publicată în Astrophysical Journal. Este pentru prima dată când originile stelare ale tuturor elementelor naturale, de la carbon la uraniu, au fost calculate din principii primare. Noua modelare, spun cercetătorii, va schimba substanțial modelul acceptat în prezent asupra felului în care a evoluat universul. „De exemplu, am construit acest nou model pentru a explica toate elementele simultan și am găsit suficient argint, dar nu suficient aur”, a declarat profesorul și co-autorul Kobayashi, de la Universitatea din Hertfordshire din Marea Britanie.

„Argintul este supraprodus, dar aurul este subprodus în model comparativ cu observațiile. Aceasta înseamnă că s-ar putea să trebuiască să identificăm un nou tip de explozie stelară sau reacție nucleară.” Studiul perfecționează studiile anterioare care calculează rolurile relative ale masei stelelor, vârstei și aranjamentului în producerea elementelor chimice.

CITEȘTE:  Ce sunt găurile negre?

De exemplu, cercetătorii au stabilit că stelele mai mici produc carbon, azot și fluor, precum și jumătate din toate elementele mai grele decât fierul. Stelele masive de aproximativ opt ori mai mari decât masa Soarelui, care, de asemenea, explodează ca supernove la sfârșitul vieții lor, produc multe dintre elementele de la carbon până la fier, inclusiv cea mai mare parte a oxigenului și a calciului necesare vieții.

În schimb, perechile de stele masive legate de gravitație se pot transforma în stelele neutronice. Când acestea se ciocnesc una în alta, impactul produce unele dintre cele mai grele elemente găsite în natură, inclusiv aurul.

Cu toate acestea, pe noua simulare, numerele pur și simplu nu coincid. „Chiar și cele mai optimiste estimări ale frecvenței coliziunii stelelor de neutroni pur și simplu nu pot explica abundența acestor elemente în Univers”, a spus Karakas. „A fost o surpriză. Se pare că supernove care se răsucesc cu câmpuri magnetice puternice sunt sursa reală a majorității acestor elemente.”

Cercetătorii afirmă că studiile viitoare ar putea constata dacă coliziunile dintre stelele neutronice sunt mai frecvente decât sugerează până acum dovezile, caz în care contribuția lor la elementele care alcătuiesc totul, de la ecranele telefonului mobil la combustibilul pentru reactoarele nucleare, ar putea fi revizuită. Pentru moment, însă, acestea par să ofere mult mai puțin decât ceia la ce ne așteptam.

astrofeed patreon

via: [SciTechDaily]