Wissenschaftler glauben, den Prozess identifiziert zu haben, der das ergab Universum fast alle schwere Elemente wie Gold und Platin : eine seltene Form von Supernova angerufen Kollapsare .
Neues Modell erweitert bestehende Theorie über die Herkunft von Gold, Platin und anderen Schwermetallen
In ein Papier diese Woche im Journal veröffentlicht Natur, Forscher der University of Guelph UG und der Columbia University CU haben eine neue Theorie über die Ursprünge der schwereren Elemente im Universum vorgeschlagen, wie Gold und Platin sagt, dass eine seltene Art von Supernova - a Kollapsar - ist für die überwiegende Mehrheit verantwortlich. Laut der neuen Forschung so viel wie 80% von der schwerere Elemente - in diesem Fall Elemente schwerer als Eisen , das Element, nach dem normale Fusionsreaktionen in aktive Sterne kann nicht fortgesetzt werden - werden in einer übersehenen Art von Supernovae hergestellt, die genannt wird Kollapsare die in Sternen mit einem Gewicht von ungefähr auftreten 30 Sonnenmassen .
Diese Sterne sind massiv genug, um nach dem Verschmelzen alle ihre Wasserstoff und Helium in Kohlenstoff , Sauerstoff , Silizium und sogar Eisen sie kollabieren unter dem enormen Gewicht dieser schwereren Elemente und ermöglichen die Schaffung von Geraden schwerere Elemente wie Gold , Platin und andere, die normalerweise innerhalb des aktiven Sterns nicht möglich sind. Der folgende Supernova von diesen Sternen, besonders beladen mit schwere Elemente entlädt seine Elemente in die Universum .
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Es wurde lange gedacht, dass diese schwere Elemente wurden ausschließlich bei der Kollision von hergestellt Neutronensterne mit anderen Neutronensterne oder mit Schwarze Löcher Verteilen der Elemente, die in diesen ungeheuer dichten Objekten enthalten sind.
Daniel Siegel, Professor für Physik an der UG, und zwei Kollegen von der CU hatten sich nicht einmal vorgenommen, dies zu demonstrieren. Kollapsare waren die schweren Elementgießereien des Universums. Anfangs untersuchten sie das Jahr 2017 Verschmelzung zweier Neutronensterne als ihre Simulation begann, das Team auf diese unterschätzten Supernovae als eine enorme Quelle dieser besonders hinzuweisen schwere Elemente .
"Unsere Forschung zu Neutronensternfusionen hat uns zu der Annahme geführt, dass die Geburt von Schwarzen Löchern bei einer ganz anderen Art von Sternexplosion noch mehr Gold produzieren könnte als Neutronensternfusionen", sagte Siegel.
Diese sehr selten Supernovae treten noch seltener auf als die Kollision von Neutronensterne miteinander oder mit Schwarze Löcher aber laut Siegel machen sie das, was ihnen an Frequenz fehlt, mehr als wett schwere Elemente vertrieben von Supernova .
" achtzig Prozent von diesen schwere Elemente wir sehen, sollte kommen von Kollapsare . Kollapsare sind in seltenen Fällen ziemlich selten Supernovae noch seltener als Neutronenstern Fusionen - aber die Menge an Material, die sie in den Weltraum werfen, ist viel höher als die von Neutronenstern Fusionen ", sagte er.
Die Forscher hoffen nun, dass sie dieses Phänomen direkt beobachten können, um die Theorie zu validieren. James Webb-Weltraumteleskop in 2021 wird hoffentlich eine Schlüsselentwicklung sein, da die an Bord befindlichen Infrarotinstrumente in der Lage sein sollten, die vorhergesagte Strahlungssignatur dieser zu identifizieren schwere Elemente in Kollapsare in fernen Galaxien. Die Arbeit ist wichtig, um zu verstehen, wie sich Galaxien bilden, und um wichtige, unbekannte Details über die Entstehung der Bausteine der Bausteine von Galaxien - der Sterne, Sonnensysteme, Nebel und dergleichen - zu ergänzen.
"Was faszinierend und überraschend ist, ist, dass nach 150 Jahre Wenn wir die Grundbausteine der Natur untersuchen, verstehen wir immer noch nicht ganz, wie das Universum einen großen Teil der Elemente in der Natur erzeugt. Periodensystem, "sagte Siegel.
"Ich versuche festzunageln, wo schwere Elemente kommen von kann uns helfen zu verstehen, wie die Galaxie chemisch zusammengesetzt wurde und wie sich die Galaxie gebildet hat ", fügte er hinzu." Dies kann tatsächlich helfen, einige große Fragen in der Kosmologie zu lösen, wie schwere Elemente sind ein schöner Tracer. "