Studiuesit zbulojnë burim alternativ kozmik të arit

Shing Chi Leung, asistent profesor i fizikës SUNY Poly, në bashkëpunim me z. Chun-Ming Yip, Dr. Ming-Chung Chu dhe Dr. Lap-Ming Lin, nga Universiteti Kinez i Hong Kongut, kanë zbuluar se shpërthimi i një ylli neutron me masë të ulët mund të jetë burimi alternativ kozmik për lantanide dhe elementë të tjerë të rëndë, duke përfshirë metale të çmuara si ari dhe platini. Studimi i tyre është publikuar në The Astrophysical Journal .

Yjet neutron janë pikat përfundimtare evolucionare të yjeve me një masë midis 10 dhe 25 herë më të madhe se ajo e diellit. Pas shpërthimit përfundimtar, ylli lë pas një objekt kompakt me një masë të krahasueshme me diellin dhe një diametër prej rreth 20 km (madhësia e Manhatanit). Një objekt i tillë kompakt është mjaft i qëndrueshëm për të ekzistuar i vetëm. Por në një sistem binar yjor neutron , ndërveprimi me yllin shoqërues neutron mund të shkaktojë diçka dramatike.

Tradicionalisht, kur dy yje neutron janë mjaft afër, ato bashkohen dhe përplasen. Ky proces është burimi kryesor i lantanideve dhe elementëve të rëndë në univers. Përplasja mund të krijojë kushtin (i njohur si procesi r) për sintezën e këtyre elementeve.

Ngjarja e bashkimit u vëzhgua kohët e fundit për herë të parë në vitin 2017. Megjithatë, është shumë e pasigurt nëse vetëm ky kanal është i mjaftueshëm për të shpjeguar elementët e rëndë në shkallën kozmike.

Ekipi vuri re se edhe pa përplasje të drejtpërdrejtë, ylli kryesor neutron mund të humbasë masën ndaj yllit të tij neutron shoqërues nga forca baticore. Modelet teorike presin që pas hedhjes së masës së mjaftueshme, ylli të bëhet i paqëndrueshëm dhe të shkaktojë pulsim të pakontrolluar dhe shpërthimin e mëvonshëm.

Për studimin e tyre, ekipi hetoi nëse ky kanal mund të sintetizojë elementë të rëndë të krahasueshëm si kanali i bashkimit. Ka shumë pak studime të mëparshme të këtij procesi, sepse modelimi është një sfidë llogaritëse. Ai përfshin llogaritjen e reaksioneve bërthamore shumë të gjera dhe llogaritjen e mjedisit ekstrem rreth një ylli neutron.

Ekipi ka kapërcyer me sukses pengesën numerike dhe ka simuluar se si ndodhin këto shpërthime. Për t’u siguruar që elementët kimikë janë llogaritur saktë, ata përdorën një rrjet të madh bërthamor prej më shumë se 3000 izotopësh me mikrofizikën më të përditësuar. Rezultatet e tyre të reja konfirmojnë se ylli individual neutron me masë të ulët është i paqëndrueshëm dhe mund të shpërthejë. Përbërja kimike e ejecta-s i ngjan shumë përbërjes diellore, veçanërisht në elementët e rëndë. Kjo sugjeron se ky skenar mund të jetë një metodë tjetër e rëndësishme për të shpjeguar shpërndarjen e elementeve kimike në univers.

Ky studim hedh dritë mbi një nga pyetjet themelore rreth universit: nga vijnë të gjithë elementët kimikë dhe si u zhvillua universi nga vetëm hidrogjeni dhe heliumi në një diversitet prej 118 elementësh. Lantanidet kanë marrëdhënie të ngushta me teknologjinë moderne. Për shembull, neodymium është përbërësi kryesor për prodhimin e magneteve të fortë. Elemente të rënda duke përfshirë metalet e çmuara , d.m.th., ari dhe platini, prodhohen gjithashtu me bollëk nga ky kanal.

Ekipi do të vazhdojë të hetojë perspektivën vëzhguese të shpërthimit dhe të përmirësojë fizikën e hyrjes për t’i bërë simulimet më realiste.