ایجاد کربن به اخترفیزیک سنگ

0

ایجاد کربن به اخترفیزیک سنگ

ایجاد کربن به اخترفیزیک سنگ تبدیل شده است سنجش جدیدی از سرعت ایجاد کربن در ستارگان ممکن است باعث تغییر اساسی در درک ما از چگونگی تکامل و مرگ ستاره ها ، نحوه ایجاد عناصر و حتی منشا و فراوانی عناصر سازنده حیات شود.

دانشکده ها : فیزیکدانان دانشگاه ملی استرالیا و دانشگاه اسلو چگونگی ساخت کربن توسط ستاره ها را با همکاری زودگذر اتم های هلیوم موسوم به دولت هویل در دو اندازه گیری جداگانه تولید کردند. آنها دریافتند که کربن – عنصر سازنده زندگی – ۳۴ درصد سریعتر از آنچه تصور می شد تولید می شود.

یکی از محققان برجسته گروه فیزیک هسته ای در ANU ، گفت: “این یک نتیجه واقعا شگفت آور است ، با پیامدهای عمیق در اخترفیزیک .”

آزمایش اسلو در Physical Review Letters گزارش شده است و یافته های ANU در Physical Review C منتشر شده است .

ستاره ها از طریق فرآیند آلفا سه گانه کربن تولید می کنند ، جایی که سه ذره آلفا (هسته های هلیوم) با هم برخورد می کنند و در کسری کوچک از ثانیه ذوب می شوند. این روند آنقدر بعید است که برای سالهای زیادی اخترفیزیکدانان در توضیح چگونگی ایجاد کربن و عناصر سنگین تر در جهان ضرر می کردند.

در سال ۱۹۵۳ ستاره شناس مشهور سر فرد هویل راه حلی برای معمای معماری پیشنهاد داد: یک حالت هیجان زده کربن که قبلاً ناشناخته بود ، بسیار نزدیک به انرژی فرآیند آلفای سه گانه. این حالت هیجان زده ، که اکنون به عنوان حالت هویل شناخته می شود ، و به عنوان سنگ پله ای برای تولید کربن پایدار عمل می کند.

این به نوبه خود زمینه را برای واکنشهای همجوشی بیشتر فراهم می کند ، به ستاره ها اجازه می دهد عناصر سنگین تر از اکسیژن به آهن و فراتر از آن را بسازند.

کربن و سایر عناصر تشکیل شده در داخل ستارگان سرانجام به غبار و گازی تبدیل می شوند که سیارات از آن شکل گرفته اند. در اینجا روی زمین ، شیمی کربن اساس حیات است.

کیبدی توضیح داد: “از هر ۲۵۰۰ هسته تولید شده ، فقط یکی از آنها به کربن پایدار منتقل می شود. بقیه از هم می پاشد.”

اندازه گیری مستقیم میزان تولید کربن بسیار دشوار است. در عوض ، فیزیکدانان آن را به طور غیر مستقیم از مشاهدات دو انتقال حالت مختلف Hoyle محاسبه می کنند.

برای اندازه گیری انتقال اول ، کیبدی و تیمش در واحد شتاب دهنده یون سنگین ANU (HIAF) پرتوی پروتون را به سمت یک ورقه کربن بسیار نازک شلیک کردند تا هسته های حالت هویل ایجاد شود. بخش کوچکی از هسته های هیجان زده با انتشار یک جفت الکترون-پوزیترون ، به کربن پایدار انتقال می یابد که این تیم با طیف سنج جفت SUPER-E HIAF شناسایی کرد.

در همان زمان ، کیبدی و تیم او با محققان آزمایشگاه سیکلوترون دانشگاه اسلو برای اندازه گیری انتقال دوم ، که در آن حالت هویل یک فوتون ساطع می کند ، کار کردند. آنها شش میلیارد واکنش حالت هویل را مشاهده کردند که فقط ۲۰۰ مورد از طریق فروپاشی فوتون تحلیل رفت.

این تیم با ترکیب نتایج ANU و Oslo میزان تولید کربن را که اولین بروزرسانی بزرگ آن در ۴۰ سال گذشته است ، محاسبه کرد. آنها دریافتند که این بیش از یک سوم بزرگتر از آن است که قبلا تصور می شد ، یک تغییر بزرگ برای چنین مقدار اخترفیزیکی حیاتی.

کیبدی گفت: “واقعاً غیرمنتظره بود.” “هیچ کس به این اندازه گیری خاص از سال ۱۹۷۶ نگاه نکرده است. همه تصور می کردند که این امر کاملاً شناخته شده است.”

به گفته دکتر مریدیت جویس از دانشکده تحقیقات نجوم و اخترفیزیک ANU ، چنین تغییر بزرگی یک اتفاق بزرگ برای اخترفیزیکدانان ستاره ای خواهد بود.

جویس گفت: “افزایش نرخ تولید کربن از این قبیل ، تأثیر زیادی در بسیاری از مدل های ما خواهد داشت.”

“این بر درک ما از چگونگی تغییر ستارگان در طول زمان ، چگونگی تولید عناصر سنگین تر از کربن ، چگونگی اندازه گیری سن ستاره ها و مدت دوام آنها تأثیر می گذارد ، چقدر انتظار داریم که شاهد انفجارهای ابرنواختر باشیم ، حتی اگر نوترون به جا بگذارند ستاره ها یا سیاهچاله ها. “

با وجود بسیاری از پدیده های نجومی با تکیه بر اندازه گیری ، چنین تنظیم بزرگی برای مقدار قبلاً پذیرفته شده ، نظر بسیاری را به خود جلب می کند. کیبدی خوشبین است که آزمایش های بیشتر نتایج خود را تقویت می کند ، از جمله کارهای بیشتر در HIAF.

وی گفت: “مهم است که آزمایشات بیشتری برای حل این مسئله انجام شود.” “آزمایش اسلو در حال تکرار است ، و به نظر می رسد تجزیه و تحلیل اولیه از یافته های ما پشتیبانی می کند.”

“برنامه اصلی ما در اینجا در ANU مشاهده پوسیدگیهای هر دو حالت حالت هویل در یک آزمایش برای اولین بار بود. من هنوز امیدوارم که بتوانیم چنین کاری کنیم.”

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.