การศึกษาเปลือกโลกบอกเป็นนัยว่าซุปเปอร์โนวาไม่ใช่เหมืองทองคำ

การระเบิดของดวงดาวไม่สามารถเป็นแหล่งที่มาหลักของธาตุหนักได้ ข้อมูลใหม่แนะนำอะตอมพลูโทเนียมจำนวนเล็กน้อยที่ฝังอยู่ในเปลือกโลกช่วยแก้ไขต้นกำเนิดของธาตุที่หนักที่สุดในธรรมชาติ

นักวิทยาศาสตร์สงสัยมานานแล้วว่าธาตุต่างๆ เช่น ทองคำ เงิน และพลูโทเนียม ถือกำเนิดขึ้นในช่วงซุปเปอร์โนวาเมื่อดาวระเบิด แต่ซุปเปอร์โนวาทั่วไปไม่สามารถอธิบายปริมาณของธาตุหนักในย่านจักรวาลของเราได้ นั่นหมายถึงเหตุการณ์ภัยพิบัติอื่น ๆจะต้องเป็นผู้มีส่วนร่วมหลัก นักฟิสิกส์ Anton Wallner และเพื่อนร่วมงานรายงานในScience 14 พฤษภาคม

ผลลัพธ์ที่ได้สนับสนุนการเปลี่ยนแปลงล่าสุดของหัวใจในหมู่นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ 

ซุปเปอร์โนวามาตรฐานหลุดพ้นจากความโปรดปราน ในทางกลับกัน นักวิจัยคิดว่าธาตุหนักมีแนวโน้มที่จะก่อตัวขึ้นในการชนกันของดาวฤกษ์ที่ตายแล้วสองดวงที่เรียกว่าดาวนิวตรอน หรือในมหานวดาราบางประเภทที่หายากเช่น ดาวที่ก่อตัวจากดาวที่หมุนเร็ว ( SN: 5/8/19 ) .

ธาตุหนักสามารถผลิตได้ผ่านชุดของปฏิกิริยาซึ่งนิวเคลียสของอะตอมจะขยายตัวใหญ่ขึ้นและใหญ่ขึ้นเมื่อกลืนนิวตรอนอย่างรวดเร็ว ชุดของปฏิกิริยานี้เรียกว่ากระบวนการ r โดยที่ “r” หมายถึงความรวดเร็ว แต่ Wallner จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลียในแคนเบอร์รากล่าวว่า “เราไม่ทราบแน่ชัดว่าไซต์สำหรับกระบวนการ r อยู่ที่ใด” เหมือนกับมีรายชื่อคำเชิญสำหรับการชุมนุม แต่ไม่มีสถานที่ ดังนั้นคุณจึงรู้ว่าใครอยู่ที่นั่นโดยไม่รู้ว่าปาร์ตี้อยู่ที่ไหน

นักวิทยาศาสตร์คิดว่าพวกเขามีคำตอบแล้วหลังจากที่พบว่ามีการชนกันของดาวนิวตรอนทำให้เกิดธาตุหนักในปี 2017 ( SN: 10/16/17 ) แต่ธาตุหนักปรากฏขึ้นในดาวฤกษ์อายุมาก ซึ่งก่อตัวเร็วเกินไปที่ดาวนิวตรอนจะมีเวลาชนกัน นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Almudena Arcones จากมหาวิทยาลัยเทคนิคดาร์มสตัดท์ ประเทศเยอรมนี กล่าวว่า “เรารู้ว่าต้องมีอย่างอื่น” ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาใหม่นี้กล่าว

หากเกิดเหตุการณ์ r-process ใกล้ ๆ กัน บางส่วนขององค์ประกอบที่สร้างขึ้นอาจตกลงบนพื้นโลก โดยทิ้งรอยนิ้วมือไว้ในเปลือกโลก เริ่มต้นด้วยตัวอย่างเปลือกโลกมหาสมุทรแปซิฟิก 410 กรัม Wallner และเพื่อนร่วมงานใช้เครื่องเร่งอนุภาคเพื่อแยกและนับอะตอม ภายในตัวอย่างชิ้นเดียว นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นหาพลูโทเนียมหลากหลายชนิดที่เรียกว่าพลูโทเนียม-244 ซึ่งผลิตโดยกระบวนการ r เนื่องจากธาตุหนักมักถูกผลิตขึ้นร่วมกันในสัดส่วนเฉพาะในกระบวนการ r พลูโทเนียม-244 จึงสามารถทำหน้าที่เป็นตัวแทนของธาตุหนักอื่นๆ ทีมวิจัยพบพลูโทเนียม-244 อะตอมประมาณ 180 อะตอม สะสมอยู่ในเปลือกโลกในช่วง 9 ล้านปีที่ผ่านมา

นักวิจัยเปรียบเทียบจำนวนพลูโทเนียมกับอะตอมที่ทราบแหล่งที่มา Iron-60 ถูกปลดปล่อยโดยซุปเปอร์โนวา แต่มันเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาฟิวชันในดาวฤกษ์ ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการ r ในอีกตัวอย่างหนึ่งที่มีขนาดเล็กกว่านั้น ทีมวิจัยได้ตรวจพบอะตอมของธาตุเหล็ก-60 ประมาณ 415 อะตอม

พลูโทเนียม-244 มีกัมมันตภาพรังสี สลายตัวด้วยครึ่งชีวิต 80.6 ล้านปี 

และ iron-60 มีครึ่งชีวิตที่สั้นกว่า 2.6 ล้านปี ดังนั้นองค์ประกอบจึงไม่มีอยู่จริงเมื่อโลกก่อตัวเมื่อ 4.5 พันล้านปีก่อน นั่นแสดงให้เห็นว่าแหล่งที่มาของพวกเขาเป็นเหตุการณ์ล่าสุด เมื่อนับอะตอมของธาตุเหล็ก-60 ตามความลึกของเปลือกโลก และด้วยเหตุนี้จึงได้มีการสะสมไว้นานเท่าใดแล้ว นักวิทยาศาสตร์เห็นยอดสองยอดเมื่อประมาณ 2.5 ล้านปีก่อน และเมื่อประมาณ 6.5 ล้านปีก่อน ซึ่งบ่งชี้ว่าสองยอดหรือ มีซุปเปอร์โนวาเกิดขึ้นมากกว่าในอดีต

นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถพูดได้ว่าพลูโทเนียมที่ตรวจพบมาจากซุปเปอร์โนวาเหล่านั้นด้วยหรือไม่ แต่ถ้าเป็นเช่นนั้น ปริมาณพลูโทเนียมที่ผลิตในซุปเปอร์โนวาเหล่านั้นจะน้อยเกินไปที่จะอธิบายความอุดมสมบูรณ์ของธาตุหนักในบริเวณใกล้เคียงจักรวาลของเรา นักวิจัยคำนวณ นั่นแสดงว่าซุปเปอร์โนวาปกติไม่สามารถเป็นแหล่งกำเนิดธาตุหนักได้ อย่างน้อยก็ใกล้เคียง  

นั่นหมายถึงยังคงต้องการแหล่งอื่นสำหรับกระบวนการ r นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Anna Frebel จาก MIT ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าว “ซุปเปอร์โนวาไม่ได้ตัดมันออกไป”

นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Alexander Ji จากหอดูดาวคาร์เนกีในเมืองพาซาดีนา รัฐแคลิฟอร์เนีย กล่าวว่า การวัดนี้ให้ภาพรวมของกระบวนการ r ในมุมเอกภพของเรา “จริงๆ แล้ว การตรวจจับสิ่งนี้เป็นครั้งแรก ถือว่าเรียบร้อยมาก” Fridman จาก STScI กล่าวว่า “เมื่อมีการเสนอสิ่งนี้ “และแน่นอนว่าตอนนี้มันเป็นหนึ่งในหัวข้อที่ร้อนแรงที่สุดในวิทยาศาสตร์ทั้งหมด โดยเฉพาะด้านดาราศาสตร์ทั้งหมด”

เป้าหมายหลักอันดับสองของรายงาน Dressler สำหรับผู้สืบทอดตำแหน่งของฮับเบิลคือ แต่ย้อนกลับไปในปี 1995 รู้จักดาวเคราะห์เพียงไม่กี่ดวงที่โคจรรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ดวงอื่น และทั้งหมดล้วนเป็นก๊าซยักษ์ที่ร้อนแผดเผา ไม่มีอะไรเหมือนโลกเลย

ตั้งแต่นั้นมา นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบหลายพันดวงที่โคจรรอบดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลออกไป นักวิทยาศาสตร์ประเมินว่าโดยเฉลี่ยแล้ว มีดาวเคราะห์อย่างน้อยหนึ่งดวงสำหรับดาวทุกดวงที่เราเห็นบนท้องฟ้า และดาวเคราะห์บางดวงมีขนาดเล็กและเป็นหิน โดยมีอุณหภูมิที่เหมาะสมเพื่อรองรับน้ำที่เป็นของเหลว และอาจเป็นสิ่งมีชีวิต

Credit : bickertongordon.com bugsysegalpoker.com canadagooseexpeditionjakker.com carrollcountyconservation.com casaruralcanserta.com catalunyawindsurf.com centennialsoccerclub.com certamenluysmilan.com cervantesdospuntocero.com cjmouser.com