Naukowcy odkrywają rzadkie pierwiastki superciężkie w gwiazdach, które nie mogą istnieć na Ziemi

Naukowcy odkryli, że niektóre gwiazdy neutronowe zawierają pierwiastki cięższe od uranu, który jest uważany za najcięższy pierwiastek na Ziemi. Wcześniej uważano, że takie pierwiastki po prostu nie są w stanie powstać w środowisku naturalnym.

Stwierdzono to w artykule opublikowanym w czasopiśmie Science. Odkryte pierwiastki są niezwykle niestabilne i krótkotrwałe i zwykle nie występują na Ziemi.

Zdecydowana większość materii we Wszechświecie składa się z wodoru i helu. Gwiazdy są zdolne do tworzenia cięższych pierwiastków, ale muszą wykonać ciężką pracę polegającą na złożeniu jąder atomowych. Może to prowadzić do powstawania ciężkich pierwiastków, takich jak uran. Wygląda jednak na to, że nie jest to limit mocy gwiazd.

Zespół naukowców znalazł dowody na to, że niektóre gwiazdy neutronowe zawierają jeszcze cięższe pierwiastki. Odkrycia dokonano, gdy autorzy badali metodę produkcji pierwiastków zwaną procesem r.

Takie procesy mogą wystąpić podczas pewnych ekstremalnych zdarzeń kosmicznych, takich jak zderzenie gigantycznych gwiazd supernowych lub gwiazd neutronowych. Podczas procesu r jądro atomowe może szybko asymilować neutrony. W ten sposób mogą powstawać pierwiastki cięższe od żelaza (pierwiastek 26 w układzie okresowym). Jednak naukowcy nigdy wcześniej nie zaobserwowali powstawania pierwiastków cięższych niż uran (pierwiastek 92).

Potwierdzenie, że gwiazdy mogą tworzyć takie superciężkie pierwiastki, zostało po raz pierwszy znalezione podczas symulacji komputerowych procesu r.

"Nie chodzi o to, że nie spodziewaliśmy się, że tak się stanie, po prostu nie mieliśmy dobrego pomysłu, jak znaleźć sygnatury (ślady lub odciski palców - red.), które mogłyby potwierdzić obraz, który mamy" - wyjaśnił Ian Rederer, astronom z North Carolina State University (USA) i jeden z autorów artykułu.

"Takie superciężkie pierwiastki są bardzo niestabilne, więc mogą zostać rozszczepione przez zbłąkane jądro. Ale fakt ich istnienia można potwierdzić, znajdując fragmenty tego rozszczepienia. Mowa o pierwiastkach takich jak kadm, cyna i tellur.

Dlatego naukowcy postanowili je znaleźć za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a.

Do badania wybrano 42 gwiazdy neutronowe, które według naukowców były produktem fuzji. Kiedy przeanalizowano widma ultrafioletowe tych gwiazd neutronowych, znaleziono sygnatury niezbędnych pierwiastków.

Jak wyjaśnia Inverse, uran-238 jest najbardziej rozpowszechnionym izotopem uranu na Ziemi. Jego masa atomowa wynosi 238, co wyjaśnia jego nazwę. Jednak w naturze ta masa atomowa może być wyższa. Na przykład niektóre skały zawierające uran zawierają śladowe ilości plutonu-244. A w następstwie pierwszego w historii testu bomby wodorowej znaleziono ślady einsteinium-254 i fermium-255 (pierwiastki 99 i 100).

Pierwiastki powyżej 100 mają jądro atomowe o masie 260 lub więcej i można je wykryć tylko w laboratorium. Ale nawet wtedy były one zbyt niestabilne i krótkotrwałe, aby można je było dokładnie zbadać.

Teraz, jak wyjaśnia Rederer, naukowcy mają możliwość wykorzystania gwiazd do zbadania, w jaki sposób powstają te pierwiastki i jaka jest natura fizyki, która tworzy te pierwiastki przez tak krótki czas.

"Spojrzenie na gwiazdy może dać nam sposób na zbadanie tych kwestii, które wcześniej były niedostępne dla naszych eksperymentów tutaj na Ziemi" - podsumował naukowiec.

Wcześniej OBOZ.UA informował, że naukowcy odkryli ostrza energetyczne, które mogą przeciąć gwiazdy na pół.

Subskrybuj kanały OBOZ.UA w Telegramie i Viberze, aby być na bieżąco z najnowszymi wydarzeniami.