Αβεβαιότητες σχετικά με τα πρώτα άστρα

Mια νέα ανάλυση δεδομένων πυρηνικών αντιδράσεων διαπιστώνει «τρύπες» στη θεωρία σχετικά με την εξέλιξη των αρχέγονων άστρων.

Τα άστρα ανακυκλώνουν την ύλη. Η ύλη που χρησιμοποιείται από μια γενιά άστρων και στη συνέχεια απορρίπτεται, παραλαμβάνεται και επαναχρησιμοποιείται από την επόμενη. Αλλά αυτή η επαναλαμβανόμενη διαδικασία δεν μπορεί να εξηγήσει τις μη αναμενόμενες υψηλές συγκεντρώσεις ασβεστίου στα αρχέγονα άστρα. Οι αστροφυσικοί θεωρούν ότι αυτά τα παλιά άστρα προέκυψαν από μια πρώτη γενιά που κατέληξε σε «εξασθενημένα σουπερνόβα», παράγοντας ασβέστιο και μικρή ποσότητα άλλων βαρύτερων στοιχείων. Ωστόσο, μια νέα ανάλυση των πειραματικών δεδομένων πυρηνικών αντιδράσεων δείχνει ότι αυτή η θεωρία ίσως να μην είναι σωστή.

Τα πρώτα μεγάλης μάζας άστρα σχηματίστηκαν λίγο μετά την Μεγάλη Έκρηξη, έλαμψαν μεν έντονα, αλλά αρκετά σύντομα. Οι αστρονόμοι μπορούν να βγάλουν συμπεράσματα σχετικά με αυτή τη γενιά άστρων παρατηρώντας τα τωρινά άστρα που γεννήθηκαν από τα απομεινάρια τους. Στο εσωτερικό αυτών των αρχέγονων άστρων δεν δημιουργήθηκαν βαριά στοιχεία, γεγονός που δείχνει ότι τα πρώτα άστρα τέλειωσαν την ζωή τους χωρίς εντυπωσιακές εκρήξεις. Αλλά για εξηγηθούν τα δεδομένα ασβεστίου με αυτό το μοντέλο εξασθενημένων σουπερνόβα, τα πρώτα άστρα θα πρέπει να έχουν κάψει το υδρογόνο τους προς ασβέστιο μέσω μιας σειράς συγκεκριμένων πυρηνικών αντιδράσεων. 

Ο James deBoer από το Πανεπιστήμιο της Notre Dame στην Ιντιάνα και οι συνάδελφοί του έχουν συγκεντρώσει τα δεδομένα των τελευταίων 70 ετών (!) σχετικά με μιας τέτοιου είδους χαρακτηριστικής πυρηνικής αντίδρασης κατά την οποία ένας πυρήνας φθορίου συλλαμβάνει ένα πρωτόνιο, δημιουργώντας έναν πυρήνα νέου και ένα φωτόνιο:

p +\, ^{19}F \rightarrow \,  ^{20}Ne + \gamma

Πραγματοποίησαν μια ανάλυση δικτύου πυρηνικών αντιδράσεων στην οποία εξέτασαν τις ανταγωνιστικές (με την παραπάνω) αντιδράσεις. Για παράδειγμα, ένας πυρήνας φθορίου μπορεί να συλλάβει ένα πρωτόνιο αλλά να προκύψει ένας πυρήνας οξυγόνου και ένα σωματίδιο άλφα [^{19}F(p,\alpha \gamma) \, ^{16}O] – αυτή η πυρηνική αντίδραση πάει ένα βήμα προς τα πίσω στην πορεία προς το ασβέστιο. Η ανάλυση έδειξε μια πολύ μεγαλύτερη αβεβαιότητα στην ταχύτητα με την οποία διασπάται το φθόριο σε σχέση με τις παλαιότερες αναφορές, προκαλώντας έτσι αμφιβολίες για το μοντέλο «ξεψυχισμένων»-σουπερνόβα. Οι συγγραφείς υποστηρίζουν ότι απαιτούνται μετρήσεις της εν λόγω πυρηνικής αντίδρασης σε χαμηλότερες ενέργειες, έτσι ώστε να μειωθεί εμφανιζόμενη αβεβαιότητα στον ρυθμό αντίδρασης (reaction rate).

H αστροφυσικός παράγοντας της πυρηνικής αντίδρασης 19F(p,α)16O μετρήθηκε από τους Spyrou et al, στο Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής στον Δημόκριτο, χρησιμοποιώντας έναν 4π-ανιχνευτή ιωδιούχου νατρίου. Η θεωρητική προσέγγιση των James deBoer et al (κόκκινη γραμμή) συμφωνεί με τα πειραματικά δεδομένα που συλλέχθηκαν πριν από 20 και πλέον χρόνια.

Πηγή: https://physics.aps.org/articles/v14/s66



Κατηγορίες:ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ, ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ

Ετικέτες:

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Google

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε %d bloggers: