W najmniej spodziewanym miejscu we wszechświecie odkryto nowe źródło złota – Enseñame de Ciencia

Złoto jest jednym z najbardziej pożądanych metali na świecie, ale jego powstanie z metali ciężkich, takich jak złoto, tor i uran, wymaga warunków energetycznych, takich jak eksplozje gwiazd lub zderzenia gwiazd neutronowych. Oznacza to, że wszystkie ciężkie pierwiastki na Ziemi powstały w ekstremalnych warunkach w środowiskach astrofizycznych.

Obecnie astrofizycy nie do końca rozumieją, w jaki sposób powstają pierwiastki cięższe od żelaza. Naukowców intryguje pytanie, które z tych zdarzeń astrofizycznych stwarzają odpowiednie warunki do powstawania ciężkich pierwiastków. niespodzianki, Nowe badanie Pokazuje, że pierwiastki te mogą tworzyć się w dyskach akrecyjnych czarnych dziur.

Dysk akrecyjny nazywany jest okrągłym chaosem, który otacza nowonarodzoną aktywną czarną dziurę, pochłaniając pył i gaz z otaczającej go przestrzeni. W tych ekstremalnych środowiskach wysokie tempo emisji neutrin powinno ułatwić konwersję protonów w neutrony, co może prowadzić do wzrostu tych ostatnich, co jest właśnie potrzebne w procesie produkcji ciężkich pierwiastków.

„W naszych badaniach po raz pierwszy systematycznie badaliśmy współczynniki konwersji neutronów i protonów dla dużej liczby konfiguracji dysków przy użyciu skomplikowanych symulacji komputerowych i odkryliśmy, że dyski są bardzo bogate w neutrony, o ile spełnione są określone warunki”. Wyjaśnić Dr Oliver Just z grupy Astrofizyki Relatywistycznej w Departamencie Badań Teoretycznych GSI.

tylko powiedz AN: Decydującym czynnikiem jest całkowita masa dysku. „Im większy dysk, tym więcej neutronów powstaje z protonów w wyniku wychwytu elektronów w ramach emisji neutrin i jest dostępnych do syntezy ciężkich pierwiastków w procesie r”.

Przeciwnie, jeśli masa dysku jest bardzo duża, odwrotna reakcja odgrywa ważniejszą rolę, tak że neutrina są w większym stopniu odzyskiwane przez neutrina przed opuszczeniem dysku. Te neutrina są ponownie przekształcane w protony, co utrudnia wychwytywanie szybkich neutrin lub proces r.

Z badań wynika, że ​​optymalna masa dysku, aby stał się fabryką złota i innych ciężkich materiałów waha się między 0,01 a 0,1 masy Słońca. Ponieważ obecnie nie jest jasne, czy i jak często te dyski akrecyjne występują w systemach implozji, badania pozostają niejednoznaczne.

„Te dane są obecnie niewystarczające. Ale dzięki nowej generacji akceleratorów, takich jak Facility for Proton and Ion Research (FAIR), możliwe będzie mierzenie ich w przyszłości z niespotykaną dotąd precyzją”. Powiedział Astrofizyk Andreas Bauswin z GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research.

Wiadomo, że wewnątrz gwiazd powstaje duża liczba pierwiastków, ale kiedy zwracamy się do pierwiastków cięższych od żelaza, kataklizmów używa się dosłownie. Najbardziej niebezpieczne zdarzenia mają miejsce podczas narodzin czarnych dziur. Jednak astrofizycy nie są pewni, czy warunki naprawdę istnieją, poza względnym udziałem tych czynników w ogólnej obfitości ciężkich pierwiastków we wszechświecie.

Zespół ciężko pracował, korzystając z symulacji, aby ustalić, czy rzeczywiście tak jest. Moglibyśmy retorycznie nazwać to magicznym momentem, w którym astrofizyka i informatyka spotykają się, aby odtworzyć historię rzeczy, które mamy dzisiaj ze sobą wspólnego, ale jak widzieliśmy, ma on swoje korzenie w wydarzeniach kosmicznych, które obejmują również egzotyczne czarne dziury.

Badania opublikowane w Miesięczne zawiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.