• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Ursvarta hål kan ha hjälpt till att smida tunga element

    Konstnärens skildring av en neutronstjärna. Upphovsman:NASA

    Astronomer säger gärna att vi är biprodukter av stjärnor, stjärnugnar som för länge sedan smält väte och helium i de element som behövs för livet genom processen för stjärnnukleosyntes.

    Som avlidne Carl Sagan en gång uttryckte det:"Kvävet i vårt DNA, kalcium i våra tänder, järnet i vårt blod, kolet i våra äppelpajer gjordes i interiören hos kollapsande stjärnor. Vi är gjorda av stjärngrejer. "

    Men hur är det med de tyngre elementen i det periodiska diagrammet, element som guld, platina och uran?

    Astronomer tror att de flesta av dessa "r-processelement"-element som är mycket tyngre än järn-skapades, antingen i efterdyningarna av massiva stjärnors kollaps och tillhörande supernova -explosioner, eller vid sammanslagning av binära neutronstjärnsystem.

    "En annan typ av ugn behövdes för att smida guld, platina, uran och de flesta andra element som är tyngre än järn, "förklarade George Fuller, en teoretisk astrofysiker och professor i fysik som leder UC San Diego Center for Astrophysics and Space Sciences. "Dessa element bildas troligen i en miljö rik på neutroner."

    I en artikel publicerad den 7 augusti i tidningen Fysiska granskningsbrev , han och två andra teoretiska astrofysiker vid UCLA - Alex Kusenko och Volodymyr Takhistov - erbjuder ett annat sätt på vilket stjärnor kunde ha producerat dessa tunga element:små svarta hål som kom i kontakt med och fångas upp av neutronstjärnor, och förstör dem sedan.

    Neutronstjärnor är de minsta och tätaste stjärnorna som finns, så tät att en sked av deras yta har en motsvarande massa på tre miljarder ton.

    Små svarta hål är mer spekulativa, men många astronomer tror att de kan vara en biprodukt av Big Bang och att de nu skulle kunna utgöra en del av den "mörka materien" - den osynliga, nästan icke-interagerande saker som observationer avslöjar finns i universum.

    Om dessa små svarta hål följer distributionen av mörk materia i rymden och samexisterar med neutronstjärnor, Fuller och hans kollegor hävdar i sin uppsats att en del intressant fysik skulle inträffa.

    De räknar ut det, i sällsynta fall, en neutronstjärna kommer att fånga ett sådant svart hål och sedan sluka det inifrån och ut genom det. Denna våldsamma process kan leda till att en del av den täta neutronstjärnan sprids ut i rymden.

    "Små svarta hål som produceras i Big Bang kan invadera en neutronstjärna och äta den inifrån, "Fuller förklarade." Under de sista millisekunderna av neutronstjärnans bortgång, mängden utkastat neutronrikt material är tillräckligt för att förklara de observerade mängderna av tunga element. "

    "När neutronstjärnorna äts upp, " han lade till, "de snurrar upp och matar ut kall neutronmaterial, som dekomprimeras, värmer upp och gör dessa element. "

    Denna process för att skapa periodiska tabellens tyngsta element skulle också ge förklaringar till ett antal andra olösta pussel i universum och inom vår egen Vintergatans galax.

    "Eftersom dessa händelser händer sällan, man kan förstå varför bara en av tio dvärggalaxer är berikade med tunga element, "sa Fuller." Den systematiska förstörelsen av neutronstjärnor genom urhåriga svarta hål överensstämmer med bristen på neutronstjärnor i det galaktiska centrumet och i dvärggalaxer, där densiteten för svarta hål ska vara mycket hög. "

    Dessutom, forskarna beräknade att utstötning av kärnämne från de små svarta hålen som slukar neutronstjärnor skulle ge tre andra oförklarliga fenomen som observerats av astronomer.

    "De är en distinkt visning av infrarött ljus (ibland kallat" kilonova "), ett radioutsläpp som kan förklara de mystiska snabba radiostörningarna från okända källor djupt i kosmos, och positronerna som detekteras i det galaktiska centrumet genom röntgenobservationer, "sa Fuller." Var och en av dessa representerar långvariga mysterier. Det är verkligen förvånande att lösningarna för dessa till synes orelaterade fenomen kan vara kopplade till neutronstjärnornas våldsamma ände i händerna på små svarta hål. "

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com