Altın gibi ağır elementler ne zaman ve nasıl yaratıldı?
Altın gibi ağır elementlerin kökenleri astrofiziğin en büyük gizemlerinden biri olmuştur. Şimdi yapılan bir çalışma, bu değerli metalin kozmik kökenleri hakkında bir ipucu elde etmemizi sağlamışa benziyor.
Bilim insanları, magnetar adı verilen yüksek mıknatıslı nötron yıldızlarındaki patlamaların evrende altın yaratmış olabileceğini buldular.
İşte çalışma hakkında daha fazla bilgi:
Altının kökenleri hakkındaki son keşif nedir?
The Astrophysical Journal Letters'da 29 Nisan'da yayımlanan bir çalışmaya göre, uzay görevlerinden elde edilen arşiv verilerinin analizi, altın da dahil olmak üzere büyük miktarda ağır metalin magnetarlardan kaynaklanan dev patlamalardan geldiğini gösteriyor.
New York'taki Columbia Üniversitesi Fizik Bölümü'nde doktora öğrencisi olan Anirudh Patel, demir ve altın gibi ağır elementlerin nasıl yaratıldığını ve evrene nasıl dağıldığını araştırmak için NASA ve Avrupa Uzay Ajansı teleskoplarından elde edilen 20 yıllık arşiv teleskop verilerini kullanan bir çalışmaya öncülük etti.
NASA'nın internet sitesinde yer alan bir makalede Patel, “Bu, evrendeki karmaşık maddenin kökeni açısından oldukça temel bir soru” dedi. “Bu aslında çözülmemiş eğlenceli bir bulmaca.”
Yazarlar, magnetar dev patlamalarının galaksideki demirden daha ağır elementlerin toplam miktarının yüzde 10'una kadar katkıda bulunabileceğini tahmin ediyor.
Çalışmanın ortak yazarları Columbia Üniversitesi, Çek Cumhuriyeti'ndeki Charles Üniversitesi, Louisiana Eyalet Üniversitesi, New York'taki Flatiron Enstitüsü ve Ohio Eyalet Üniversiteleri ile bağlantılıdır.
Magnetar nedir ve üzerinde altın nasıl oluşabilir?
Bir magnetar, yüksek oranda manyetize olmuş bir nötron yıldızı türüdür, yani manyetik alanı son derece güçlüdür. Büyük bir yıldız patladığında, arkasında nötron yıldızı olarak adlandırılan çok yoğun, çökmüş bir çekirdek bırakır.
Baton Rouge'daki Louisiana Eyalet Üniversitesi'nde yardımcı doçent ve astrofizikçi olan Eric Burns'e göre, gökbilimciler ilk manyetarların yaklaşık 13,6 milyar yıl önce ilk yıldızlardan sonra oluştuğunu düşünüyor. Büyük Patlama 13,8 milyar yıl önce evreni yarattı.
Manyetarlar nadir durumlarda bir “yıldız depremi” geçirerek yüksek enerjili radyasyon yayabilirler. Bir deprem gibi, bir yıldız depremi de magnetarın kabuğunu kırabilir. Bazen magnetar yıldız depremleri, gama ışınları salan nadir bir patlayıcı olay olan magnetar dev patlamasını da beraberinde getirir.
Araştırmacılar manyetarların dev patlamalar sırasında materyal saldığını buldular. Ancak bunun için henüz fiziksel bir açıklamaları yok.
Araştırmacılar, magnetar dev patlamalarının, nötronların daha hafif atom çekirdeklerini daha ağır olanlara dönüştürdüğü hızlı bir süreçle altın oluşturup oluşturmadığı konusunda spekülasyon yaptılar. Bir elementin kimliği sahip olduğu proton sayısı ile tanımlanır. Bununla birlikte, bir atom fazladan bir nötron kazanırsa, bir nötronu bir protona dönüştürebilecek nükleer bozunmaya uğrayabilir.
Değişen proton sayısı elementin kimliğini değiştirebilir. Nötron yıldızları son derece yüksek nötron yoğunluğuna sahiptir. Bir nötron yıldızı bozulursa, tekil atomlar hızla bir dizi nötron yakalayabilir ve birden fazla bozunmaya uğrayabilir. Bu da uranyum gibi çok daha ağır elementlerin oluşumuna yol açar.
Bu çalışmadan önce altının oluşumu yalnızca nötron yıldızı çarpışmalarına ya da kilonovalara bağlanıyordu. Gökbilimciler 2017 yılında teleskoplar aracılığıyla bir nötron yıldızı çarpışmasını gözlemlediklerinde, çarpışmanın altın, platin ve kurşun gibi ağır elementler yaratabileceğini keşfettiler. Bununla birlikte, bu çarpışmaların evrenin tarihinde nispeten daha sonra, son birkaç milyar yıl içinde gerçekleştiğine inanılıyor.
Bununla birlikte, daha önce çözülemeyen arşiv teleskopik verileri, manyetar dev patlamalarının çok daha önce oluştuğunu gösterdi. Dolayısıyla bu çalışma, ilk altının magnetar dev patlamalarından meydana gelmiş olabileceğini gösteriyor.
Sırada ne var?
NASA'nın bu sonuçları takip edebilecek yaklaşan bir görevi var. Compton Spectrometer and Imager (COSI) 2027 yılında fırlatılması beklenen bir gama ışını teleskopudur.
COSI, Samanyolu ve ötesindeki magnetar dev patlamaları gibi enerjik olayları inceleyecek. NASA web sitesine göre, COSI dev patlamalarda oluşan elementleri tek tek belirleyerek elementlerin kökeninin daha iyi anlaşılmasına yardımcı olabilir.
KAYNAK: https://www.aljazeera.com/
