Galaktický zlatý důl objasňuje původ nejtěžších prvků vesmíru  
Hvězdy z blízké trpasličí galaxie Reticulum II jsou plné nejtěžších prvků a dokládají tím dávnou srážku neutronových hvězd.

 

Těžké prvky vesmíru vznikají ve výhni supernov a srážek neutronových hvězd. Kredit: Dana Berry / Skyworks Digital, Inc.
Těžké prvky vesmíru vznikají ve výhni supernov a srážek neutronových hvězd. Kredit: Dana Berry / Skyworks Digital, Inc.

 

Některé prvky jsou ve vesmíru běžné, jiné jsou zase vzácné. A některé z těch vzácných a mnohdy velmi zajímavých, jako je třeba zlato, stříbro nebo platina, už dlouhá desetiletí trápí fyziky mechanismem svého vzniku. Moc mu totiž nerozumíme. Jde o pochody vzniku nejtěžších přirozených prvků, které jsou známé pod souhrnným označením proces r (anglicky r-process, r jako rapid, čili rychlý, prudký). Jednoduše řečeno, proces r je překotná varianta hvězdné nukleosyntézy, při které je pohlcování neutronů vznikajícími atomovými jádry tak rychlé, že se nestabilní jádra nestíhají rozpadnout před pohlcením dalších neutronů.

 

Anna Frebel. Kredit: A. Frebel.
Anna Frebel. Kredit: A. Frebel.


Podle Anny Frebel z fyziky MIT, a také z MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research (MKI), představuje pochopení fungování procesu r jeden z nejsložitějších problémů jaderné fyziky. Jedním z důvodů je podle Frebelové to, že produkce doopravdy těžkých prvků vyžaduje tak obrovské množství energie, že je to prakticky nemožné dělat experimentálně. Frebelová ale zdůrazňuje, že když to nejde v pozemských laboratořích, tak stále ještě máme možnost použít k výzkumu procesu r samotné hvězdy a laboratoř si udělat z celého vesmíru.

 


Jaderní fyzici už od padesátých let minulého století vědí, že prvky tvořené procesem r, jako je třeba uran nebo olovo, mohou vznikat za hodně extrémních podmínek. Záhy dospěli k tomu, že nejnadějnější jsou v tomhle ohledu exploze gigantických hvězd v podobě supernov a srážky neutronových hvězd, které si svojí extrémností se supernovami nijak moc nezadají. Přesvědčivé důkazy z pozorování vesmíru ale doposud scházely.

 

Alex Ji. Kredit: A. Ji.
Alex Ji. Kredit: A. Ji.

 


Frebelová a její kolegové to teď podle všeho dokázali. Analýzou záření několika nejjasnějších hvězd blízké trpasličí galaxie jménem Reticulum II, která je od nás vzdálená pouhých 100 tisíc světelných let, zjistili, že tyto hvězdy obsahují pozoruhodně obrovské množství těžkých prvků, vytvořených procesem r. Učiněný galaktický zlatý důl. Samotné hvězdy by si ale za normálního provozu tyto prvky nevyrobily. V galaxii Reticulum II se nejspíš odehrála událost, během které vzniklo velké množství prvků procesu r. Podle Frebelové a spol. to s velkou pravděpodobností byla divoká srážka dvou neutronových hvězd.

 

Vznik těžkých prvků v supernově. Kredit: Supernova: Akihiro Ikeshita / Particle CG: Naotsugu Mikami (NAOJ).
Vznik těžkých prvků v supernově. Kredit: Supernova: Akihiro Ikeshita / Particle CG: Naotsugu Mikami (NAOJ).

 

Prvním autorem publikace tohoto výzkumu v časopisu Nature je student Frebelové Alexander Ji, který objevil hvězdy okořeněné těžkými prvky z galaxie Reticulum II pomocí dvojice Magellanových teleskopů chilské observatoře Las Campanas. A podle všeho to musela být docela legrace. Když totiž Ji odečetl obsah prvků procesu r z první studované hvězdy, tak si nejdřív myslel, že je úplně mimo. Dlouhou dobu pak strávil ověřováním, že skutečně pozoruje tu správnou hvězdu.


Enrico Ramirez-Ruiz z Kalifornské univerzity v Santa Cruz je specialistou na srážky neutronových hvězd. Výzkum týmu Frebelové ho chytl za srdce a nemůže si jej vynachválit. Podle něj tento objev naznačuje, že se v ranné historii trpasličích galaxií odehrávaly exotické srážky neutronových hvězd, a že tyto srážky zodpovídají za nemalou část celkového množství těžkých prvků ve vesmíru.

Video:  Anna Frebel: "Searching for the Oldest Stars" - Talks at Google


Nightsky in Chile -- Observing with the Magellan Telescopes


Literatura
Kavli Foundation 10. 5. 2016, Nature 531: 610-613, Wikipedia (r-process)

Datum: 01.06.2016
Tisk článku

Supernova - Buttlar Johannes von
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 149 Kč
cena: 138 Kč
Supernova
Buttlar Johannes von
Související články:

Všechno zlato světa nejspíš pochází ze srážek neutronových hvězd     Autor: Stanislav Mihulka (22.07.2013)
První pozorování kilonovy při krátkém gama záblesku     Autor: Stanislav Mihulka (05.08.2013)
Vápníkové supernovy při srážkách bílých trpaslíků s neutronovými hvězdami     Autor: Stanislav Mihulka (01.09.2014)



Diskuze:

Marxov Zákon hodnoty znie inak

Rene Mikolas,2016-06-03 23:31:09

ale Marxova interpretácia bola takáto: "Keby sa malým množstvom práce podarilo vyrobiť diamanty, ich cena by klesla pod cenu tehly."

Odpovědět


Re: Marxov Zákon hodnoty znie inak

Zdeněk Syk,2016-06-07 17:09:19

zujímavé, diamanty vyrabět umíme a s cenou to nic neudělalo .)

Odpovědět


Re: Re: Marxov Zákon hodnoty znie inak

Zdeněk Jindra,2016-07-09 19:32:18

Ne tak docela. Přírodní diamanty se dají od syntetických odlišit, takže snobství může pokračovat. Aby se potvrdil výchozí předpoklad, syntetické diamanty by musely být nerozlišitelné a nesměl by existovat lobbing distributorů.

Odpovědět

Galaktický zlatý důl.

Vlastislav Výprachtický,2016-06-02 07:18:56

Akumulace hmoty probíhající fúzí hmotných částic a antičástic za extrémních podmínek uvnitř neutronových hvězd se dle dřívějších poznatků uskutečňuje ukládáním těžších prvků blíže ke středu n-hvězdy. Proto asi k uvolnění těžších prvků dochází až po srážce s další n-hvězdou.

Odpovědět


Re: Galaktický zlatý důl.

Jiří Novák,2016-06-02 12:13:08

Neutronová hvězda, jak už sám název napovídá se skládá z neutronů, tudíž žádné prvky obsahovat nemůže. Uvnitř je takový tlak, že byly elektrony vmáčknuty do protonů a jsou tam jen neutrony. Neutrony pak kvůli heisenbergovým principům neurčitosti odolávají hroucení způsobenému gravitací. Čili v neutronové hvězdě žádné prvky opravdu nejsou.

Odpovědět


Re: Re: Galaktický zlatý důl.

Zdeněk Jindra,2016-07-09 19:35:45

Uvnitř ne, ale při srážce se část materiálu vymrští do okolního prostoru a samozřejmě nemůže setrvávat v degenerovaném stavu, takže zaujme tvar normálních prvků.
Osobně ale jako vysvětlení těžkých prvků upřednostňuji supernovy.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni


















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace