O.S.E.L. - Vědci nalezli ve hvězdách stopy přítomnosti nečekaně těžkých prvků
 Vědci nalezli ve hvězdách stopy přítomnosti nečekaně těžkých prvků
Nejtěžší chemické prvky ve vesmíru, pokud víme, vyrábějí neutronové hvězdy během svého zrodu, zániku či srážky. Nový výzkum ukazuje, že v jejich výhni mohou vznikat opravdu extrémně těžké prvky, přinejmenším s nukleonovým číslem 260, což zhruba odpovídá lawrenciu. Něco takového jsme zatím nenašli nikde kromě fyzikálních experimentů.

Hvězdy jsou přehlídkou chemických prvků. Kredit: NASA/JPL-Caltech/S. Stolovy (Spitzer Science Center/Caltech), Wikimedia Commons.
Hvězdy jsou přehlídkou chemických prvků. Kredit: NASA/JPL-Caltech/S. Stolovy (Spitzer Science Center/Caltech), Wikimedia Commons.

Všichni jsme zrozeni z hvězd. Hvězdy jsou vlastně továrny na těžší chemické prvky, které v jejich nitru neustále vznikají fúzí nebo třeba rozpadem těžších prvků. Pokud víme, nejtěžší prvky, o nichž víme ve vesmíru, vznikají v neutronových hvězdách takzvaným r – procesem (Rapid neutron capture proces). Atomová jádra procházejí hustou polévkou neutronů. V jednu chvíli se během krátké doby, typicky méně než sekundu, protlačí do jádra skupina neutronů a vznikne atom těžkého prvku, jako třeba zlata, platiny nebo uranu.

 

Ian Roederer. Kredit: North Carolina State University.
Ian Roederer.
Kredit: North Carolina State University.

Nejtěžší prvky bývají nestabilní, radioaktivní. Postupem času se rozpadají, třeba jaderným štěpením. Jak říká fyzik Ian Roederer, dříve z University of Michigan, nyní z North Carolina State University, r – proces je podle našich znalostí nezbytný, pokud chceme aby vznikly prvky, které jsou těžší než řekněme olovo nebo bismut.

 

Roederer rovněž upozorňuje, že k něčemu takovému nestačí jenom dostat do atomového jádra za krátkou dobu hodně neutronů. Také to vyžaduje spoustu energie a těch neutronů musí být na daném místě opravdu hodně. Nejlepší situací pro něco takového je podle Roederera zrození či zánik neutronových hvězd nebo třeba jejich srážka.

 

Logo. Kredit: North Carolina State University.
Logo. Kredit: North Carolina State University.

Badatelé v tomto případě detailně prozkoumali výskyt těžkých prvků u 42 důkladně prostudovaných hvězd Mléčné dráhy. Tyto prvky určitě vznikly r – procesem v dávných hvězdách a poté se dostaly do dnešních hvězd. Roederer a spol. ale zároveň narazili na souvislosti, které je dovedly k závěru, že některé prvky zmíněných 42 hvězd ze střední části tabulky prvků, jako například stříbro a rhodium, jsou pravděpodobně pozůstatkem štěpných reakcí velmi těžkých prvků.

 

Ukázalo se, že dotyčné štěpné reakce zahrnovaly prvky s nukleonovým číslem (A) nejméně 260. Vypadá to, že r – proces v tomto případě uhnětl atomy těžší než uran, jehož nukleonové číslo je u nejběžnějšího izotopu 238. Uvedená hodnota 260 odpovídá přinejmenším lawrenciu s nukleonovým číslem 262.

##seznam_reklama##

 

Roederer je z toho u vytržení. Podle něj je to extrémně zajímavé, protože takové prvky jsme ještě nikdy nedetektovali mimo vědecká zařízení. Ani ve vesmíru ani na Zemi, dokonce ani v místech testů jaderných zbraní. Fakt, že jsme nalezli stopy jejich přítomnosti na hvězdách nabízí nový pohled na r – proces a modely kolem něj. Jak se zdá, vesmír je opravdu nevyzpytatelný.

 

Video: The Alchemy of Neutron Star Collisions

 

Literatura

North Carolina State University 7. 12. 2023.

Science 382: 1177–1180.


Autor: Stanislav Mihulka
Datum:08.12.2023