Pradawne gwiazdy mogły produkować wyjątkowo ciężkie pierwiastki

Dawne gwiazdy mogły produkować pierwiastki cięższe od jakiegokolwiek, który można znaleźć w naturze, na Ziemi – informuje międzynarodowy zespół ekspertów. Ich odkrycie pozwala lepiej zrozumieć tworzenie się pierwiastków we wnętrzach gwiazd.

Gwiazdy i pierwiastki

.Jak przypominają naukowcy z Uniwersytetu Stanu Karolina Północna (North Carolina State University, USA), jesteśmy – dosłownie – zbudowani z gwiezdnej materii. To w gwiazdach rozpadają się i powstają nieustannie wszelkie pierwiastki – zarówno lekkie, jak i ciężkie.

W uproszczeniu mówiąc, lekkie to takie, które mają niewielką liczbę protonów i neutronów w swoim jądrze, a ciężkie – przeciwnie, mają ich więcej. To od tej liczby niemal całkowicie zależy masa atomu danego pierwiastka (tzw. masa atomowa). Jak się uważa, najcięższe pierwiastki powstają w gwiazdach neutronowych.

To tzw. proces r (ang. r-process, rapid neutron captures process – proces szybkiego chwytania neutronów), w którym – zwykle w czasie mniejszym od 1 sekundy – do jądra dołącza się cała grupa neutronów. Później niektóre neutrony zamieniają się protony i powstają w ten sposób różnorodne ciężkie pierwiastki, takie jak złoto, platyna czy uran (dany pierwiastek ma zawsze stałą liczbę protonów). Proces ten jest niezbędny do powstania pierwiastków cięższych od ołowiu czy bizmutu – wyjaśniają naukowcy. Najcięższe atomy są jednak niestabilne i z czasem się rozpadają na lżejsze.

„Mamy ogólną koncepcję, jak działa proces r, ale warunki tego procesu są dosyć ekstremalne” – podkreśla prof. Ian Roederer, autor publikacji, która ukazała się w magazynie „Science”.

„Nie mamy pełnej wiedzy, ile różnych miejsc we Wszechświecie może generować proces r, nie znamy zakończenia tego procesu i nie możemy odpowiedzieć na pytania, np. o to, ile neutronów może być w jego trakcie dodawanych, czy jak ciężki może być powstający pierwiastek. Dlatego postanowiliśmy przyjrzeć się pierwiastkom, które mogłyby być tworzone poprzez rozszczepienie w niektórych dobrze zbadanych starych gwiazdach. Chcieliśmy zobaczyć, czy uda nam się odpowiedzieć na niektóre z tych pytań” – dodaje.

Zbadanie wszystkich pierwiastków

.Naukowcy przyjrzeli się ciężkim pierwiastkom obecnym w 42 dobrze zbadanych gwiazdach Drogi Mlecznej. Jak wiadomo, zawierają one pierwiastki wykreowane właśnie w procesie r, zachodzącym w gwiazdach wcześniejszych pokoleń.

Dzięki spojrzeniu na te pierwiastki kolektywnie, a nie indywidualnie – jak to czyniono wcześniej, naukowcy zauważyli nieznane wcześniej wzorce.

Wyniki wskazują, że część pierwiastków, mieszcząca się w środku układu okresowego (np. srebro czy rod) to prawdopodobnie skutek rozpadu pierwiastków cięższych, powstałych wcześniej w procesie r.

Na podstawie obserwacji badacze wydedukowali, że proces ten może wytwarzać nawet pierwiastki o masie atomowej przynajmniej 260, zanim dojdzie do ich rozpadu.

„Wartość 260 jest interesująca, ponieważ wcześniej nie wykryliśmy niczego tak ciężkiego w przestrzeni kosmicznej, ani naturalnie na Ziemi, nawet podczas testów broni jądrowej. Jednak obserwacja ich w kosmosie dostarcza nam wskazówek o tym, jak myśleć o obecnych modelach i rozszczepieniu. Może nam to dostarczyć wglądu w powstanie bogactwa i różnorodności pierwiastków” – mówi prof. Roederer.

Zmiany w środowisku naturalnym

.Profesor zwyczajny w Polskiej Akademii Nauk, Michał KLEIBER, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Podstawowymi problemami w skutecznym prowadzeniu polityki zmieniającej dotychczasowe standardy funkcjonowania społeczeństw na rzecz ochrony środowiska naturalnego, widocznymi oczywiście już od dawna, ale niestety z pewnością dalej narastającymi, będą trudności w godzeniu rozbieżnych interesów poszczególnych państw i całych regionów. Biorąc pod uwagę wiarygodnie udokumentowaną konieczność walki z zachodzącymi zmianami klimatycznymi i degradacją środowiska naturalnego, mającej tak fundamentalne znaczenie dla ochrony naszej planety i tym samym dla naszej satysfakcjonującej przyszłości, ale konieczność z pewnością bardzo kosztowną przez wiele nadchodzących lat, pytanie o globalną strategię działania i sposoby jej finansowania jawi się jako absolutnie kluczowe”.

„Silnie emocjonalnie zaangażowani zwolennicy inicjatyw obywatelskich na rzecz walki ze zmianami klimatu nie będą być może zadowoleni z powierzenia właśnie biznesowi głównej roli w podejmowanych działaniach, ale kluczowy jest przecież ostateczny efekt – ważne jest, aby osiągnąć sukces w polityce klimatycznej, a nie to, kto najbardziej się do tego przyczyni”.

„Zaangażowanie biznesu miałoby jeszcze jedną dodatkową zaletę – marginalizowałoby bowiem antyskuteczną działalność licznych wyznawców tzw. klimatyzmu, głoszących katastroficzną wizję przyszłości naszej planety, łącząc równocześnie dwa niespójne dzisiaj światy – ochronę środowiska naturalnego i wolnorynkową działalność gospodarczą” – pisze prof. Michał KLEIBER w tekście „Walka ze zmianami klimatu. Damy radę?„.

PAP/ Marek Matacz/ Wszystko co Najważniejsze/ LW