Ağır elementler nasıl üretilir? Çöken toplama diski veya en ağır elementin ana kaynağı!
Columbia Üniversitesi'nden üç araştırmacı, çökmüş yığılma diskinin en ağır elementin ana kaynağı olabileceğini öne sürdü. Daniel Siegel, Jennifer Barnes ve Brian Metzger, bir nötron yıldızı bir kara deliğe çöktüğünde oluşan yığılma diski üzerindeki araştırmalarını ve bulgularını 8 Mayıs 2019'da Nature'da yayınlanan makalelerinde anlattılar. Uzay bilimcileri, en hafif elementlerin helyum, hidrojen ve lityumun Big Bang'den sonra üretildiğine ve yıldızların merkezinde demir gibi daha ağır elementlerin oluştuğuna inanıyorlar. Ancak uranyum ve altın gibi ağır elementler bir sır olarak kaldı - şimdiye kadar kökenlerini açıklamak için makul bir açıklama yapılmadı.
Bu yeni çalışmada araştırmacılar, bu elementlerin nötron yıldızları kara deliklere çöktüğünde oluşan yığılma disklerinde üretildiğini öne sürdüler. Önceki çalışmalar, en ağır elementlerin, zincir reaksiyonlarının çekirdeğin nötronları emmesine neden olduğu "r süreci" tarafından üretildiğini göstermiştir. Astrofizikçiler teorik olarak, iki nötron yıldızının çarpışmasının, r işleminin gerçekleşmesi için gerekli koşullara izin verebileceğini ve böylece en ağır elementlerin bazılarını üretebileceğini çıkarırlar. İki yıl önce, ilk yerçekimi dalgalarını gözlemleyen ekip, iki nötron yıldızının çarpışmasının etkisini bildirdi. Olayla ilgili daha sonra yapılan araştırmalar, r sürecinin muhtemelen gerçekleşeceğini gösterdi ve bu teori güçlü destek aldı.
Ama başka bir sorun var. Nötron yıldızlarının çarpışması ender bir olaydır - bugün var olan en ağır elementlerin sayısını açıklamak için çok nadirdir. Bu, araştırmacıları diğer nötron yıldızlarının kütleçekimsel çöküşü gibi faaliyetlerini değerlendirmeye yöneltti. Önceki araştırmalar, bir nötron yıldızının öldüğünde, bir kara deliğe dönüştüğünü göstermiştir. Ancak tüm maddeler kara deliğe düşmez; bir kısmı geride bırakılarak bir birikim diski oluşturur. Araştırmacılar tarafından oluşturulan bilgisayar simülasyonları, toplama diskinin koşullarının, en ağır elementleri üretmesi için r reaksiyonları için olgunlaştığını gösterdi. Araştırma ekibi, bu elementlerin yaklaşık% 80'inin toplama disklerinden geldiğine ve geri kalanının nötron yıldızları çarpıştığında üretildiğine inanıyor.
Hızlı nötron yakalama yönteminin (r-süreci) teorik olarak nötron yıldızı birleşmesi sırasında elementler üretmesi beklenir ve GW170817 yerçekimi dalgası olayının çoklu cisim gözlemiyle desteklenir: bu nesil rotası teorik olarak evrenin çoğunu açıklamak için yeterlidir. Ağır elementler. GW170817'ye eşlik eden Kilonova'nın analizi, bu olayda üretilen ağır elementlerin ana kaynağı olan yeni doğan kara delik çevresinde oluşan artık birikim diskinde gecikmiş malzeme çıkışının olduğunu gösterdi. Bir çöküşte (hızla dönen büyük bir yıldızın neden olduğu bir süpernovanın neden olduğu bir çöküş) benzer bir yığılma diskinin oluşması beklenmektedir ve bu çöküşün ağır elementler üreteceği önceden tahmin edilmişti.
Bu elementlerden zengin yıldızlar Cüce Gökada Ağı II14'te gözlemlenir ve daha uzun bir zaman diliminde Evropiyum'un demir ile karşılaştırıldığında gökada kimyasal zenginleşmesi, daha düşük metalikliğe sahip yıldızlarda meydana gelen nadir süpernova fenomeni ile karşılaştırılır. Nötron yıldızı birleşmesi olgusu daha tutarlıdır. Araştırma simülasyonları, katlanabilir yığılma diskinin, evrenin gözlemlenen bolluğunu açıklamak için yeterli r işlemi öğeleri ürettiğini göstermektedir. Bu süpernovalar, nötron yıldızı birleşmelerinden daha nadir olmasına rağmen, her olaydan ne kadar çok madde atılırsa, görülme oranları o kadar düşük olur. Yeni araştırma, çöküşün evrendeki r-süreçlerinin% 80'inden fazlasını sağlayabileceğini hesaplıyor.
