Procjenjuje se da je prije oko 80 miliona godina, prije formiranja našeg Sunčevog sistema, a kilonova samo 1.000 svetlosnih godina od nas. Ova kilonova, koja je nastala kao rezultat eksplozije neutronske zvijezde, bila je odgovorna za stvaranje nekih od najtežih elemenata pronađenih na Zemlji iu meteoritima. Ovi elementi uključuju aktinide kao što su uranijum, plutonijum i fermijum, kao i određene elemente iz grupa 10 i 11 periodnog sistema, kao što su platina i zlato.
U ovom članku ćemo vam reći šta je kilonova, kakva je priroda neutronske zvijezde i zašto se pojavljuju u plemenitim metalima kao što su zlato i platina.
Šta je kilonova
Kada se spoje dvije neutronske zvijezde ili neutronska zvijezda i crna rupa, rezultat je kilonova. Ova eksplozija fuzije proizvodi jedinstvene elemente koji se mogu formirati samo u tako specifičnom događaju. Razumijevanje ovih fenomena omogućeno je napretkom u istorija periodnog sistema i nukleosinteze, što nam omogućava da shvatimo kako se elementi stvaraju u svemiru.
Porast interesovanja za nuklearnu fiziku tokom 1930-ih i kasniji fokus na nuklearnu energiju 1950-ih omogućili su prelazak sa geohemije na astrohemiju, koja omogućilo nam je da istražimo hemijska istraživanja kroz sočivo astrofizike, a ne geologije. Ova tranzicija je utrla put za proučavanje elemenata periodnog sistema u odnosu na nebeska tijela kao što su zvijezde, pa čak i galaksije. Shodno tome, konačno smo bili u mogućnosti da se pozabavimo dugogodišnjim naučnim istraživanjima, kao što su poreklo plemenitih metala kao što su zlato i platina, formiranje elemenata pronađenih na Suncu i meteoritima, i prisustvo određenih elemenata periodnog sistema u atmosfere dalekih zvezda iza Mlečnog puta.
Stvaranje elemenata težih od gvožđa, isključujući vodonik, helijum i litijum, odvija se kroz proces koji se naziva nukleosinteza, koji Razvija se u događajima kao što su supernove i kilonove, a koja se javlja pretežno u eksploziji masivnih zvijezda poznatih kao supernove. Normalno, nukleosinteza u željezu prestaje zbog ograničenja nuklearnih reakcija i problema sa jezgrom zvijezde.
Međutim, pored gvožđa postoje elementi koji su značajno bogati neutronima, pa se postavlja pitanje odakle ti elementi potiču? Odgovor leži u vezi između ovih elemenata i neutronskih zvijezda. Da bismo dublje ušli u ovo carstvo kilonova i otkrili objašnjenje, moramo razumjeti ključnu ulogu koju oni igraju. intenzivne neutronske tokove, koji uvode nukleone u jezgra. Ove istrage, između ostalog, dovele su do uspostavljanja Međunarodne svemirske stanice.
Kada neutronska zvijezda detonira, raspad neutrona kroz beta radioaktivnost ih pretvara u protone. Ovaj suštinski proces omogućava stvaranje elemenata koji nadmašuju željezo u periodnom sistemu.
Kilonove i njihov odnos sa r procesom
Proces hvatanja brzog neutrona, također poznat kao r-proces, odvija se isključivo unutar supernova. Ovaj proces uključuje niz nuklearnih reakcija, poznatih kao nukleosinteza, koje su odgovorne za proizvodnju više od 50% atomskih jezgara koje su teže od željeza. Nakon miliona godina sinteze, ova jezgra su konačno puštena u zvjezdano okruženje. Odatle doprinose formiranju novih zvijezda, koje zauzvrat stvaraju stabilne planetarne sisteme.
Uprkos širokom dostupnom teoretskom znanju, Bio je veliki izazov razumjeti rasprostranjenost specifičnih elemenata, poput zlata i platine. Ova zagonetka je trajala sve dok nije otkriveno da se potrebni neutronski tokovi mogu pripisati sudarima neutronskih zvijezda, što je dovelo do formiranja kilonova.
Trenutno, koristeći kosmohemijske modele posmatranja, možemo kvantificirati obilje elemenata unutar Mliječnog puta, posljedično određujući prisustvo zlata i platine u meteoritima i drugim nebeskim tijelima. To nam omogućava da uspostavimo veze između različitih elemenata i prošlih astrofizičkih događaja. Osim toga, neki od ovih događaja nude objašnjenje za porijeklo Polarisa, karakteristične i lako prepoznatljive zvijezde na noćnom nebu.
Kilonova od eksplozije
Može li kilonova, uzrokovana eksplozijom koja se dogodila 1.000 svjetlosnih godina daleko od proto-Sunca, biti mogućnost? Da bismo dublje ušli u porijeklo zlata i platine u našem Sunčevom sistemu, neophodno je prepoznati astrofizičare Imrea Bartosa sa Univerziteta Florida i Szabolcs Marka sa Univerziteta Columbia. Njegov doprinos ovoj oblasti je fundamentalan zbog brojnih publikacija koje se bave ovom temom.porijeklo zlata i platine na Zemlji«. Ove publikacije ne samo da istražuju opšte poreklo, već i udubljuju u specifično poreklo aktinida, grupe hemijskih elemenata u rasponu od aktinijuma Ac (br. 89) do Lawrencijuma Lr (br. 103).
Aktinidi, poznati po svojoj visoko radioaktivnoj i teškoj prirodi, uključuju dobro poznate elemente kao što su uranijum (#92), torijum (#90) i plutonijum (#94). Ova tri elementa su veoma poznata jer su najzastupljenija među svojim kolegama na našoj planeti.
Udubimo se u istraživanje koje su sproveli astrofizičari Bartos i Marka, koji su uz pomoć napredne kompjuterske tehnologije ispitali rasprostranjenost aktinida u brojnim meteoritima u našem Sunčevom sistemu. Njihova otkrića su otkrila da je otprilike 80 miliona godina prije formiranja našeg Sunčevog sistema, Eksplozija neutronske zvijezde dogodila se na udaljenosti od 1.000 svjetlosnih godina. Ovaj kataklizmični događaj odigrao je veliku ulogu u obilju plemenitih metala kao što su zlato, platina, živa i platina u našem planetarnom sistemu.
