~ * Ένα άτομο ρίχνει φως στα άστρα νετρονίων * ~

NEUTRON  STAR

Μια νεοσυσταθείσα αστέρι νετρονίων (μικρή λευκή κουκκίδα) βρίσκεται στο κέντρο του σουπερνόβα απομεινάρι Cassiopeia A, περίπου 11.000 έτη φωτός μακριά, σε αυτή την εικόνα από το Chandra της NASA X-ray Observatory. Μετρήσεις μορφή του ψευδαργύρου στη Γη έχουν δώσει οι ερευνητές νέες ενδείξεις για την σύνθεση των άστρων νετρονίων.

NASA, CXC, UNAM, Ioffe, Δ. Page, Ν. Shternin κ.ά.

Η ακριβής μέτρηση της ένα εξωτικό άτομο στο εργαστήριο τελειοποίησε την κατανόηση των επιστημόνων των άστρων νετρονίων, τα οποία είναι μεταξύ των πιο ακραία αντικείμενα του σύμπαντος. Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε 22 Ιαν. στο Physical Review Letters, θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να καθορίσουν αν οι κρούστες των άστρων νετρονίων χρησιμεύσει ως πηγή δεκάδες βαριά στοιχεία, όπως ο ψευδάργυρος, ασήμι και χρυσό.

"Μία από τις σημαντικότερες μυστήρια του σύμπαντος είναι όπου προέρχονται τα βαριά στοιχεία," λέει ο James Lattimer, ένας αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο Stony Brook στη Νέα Υόρκη, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. "Αυτές οι μετρήσεις μάζας μας επιτρέπουν να συντονίσετε τις εξισώσεις μας, ώστε να μπορέσουμε να εργαστούν προς την κατεύθυνση επίλυσης της συζήτησης."

Τα αστέρια νετρονίων δεν είναι στην πραγματικότητα καθόλου αστέρια. Μετά από ένα τεράστιο άστρο εκρήγνυται σε σουπερνόβα, το υπόλοιπο είναι μια καυτή, πυκνή σφαίρα περίπου 20 χιλιομέτρων. Αποτελείται από πρωτόνια, ηλεκτρόνια και νετρόνια πολλά. Ότι συσκευασίες σφαίρας σε μια μάζα μεγαλύτερη από εκείνη του ήλιου, με μία επιφάνεια ότι ένα εκτιμήσεις μελέτη είναι 10 δισεκατομμύρια φορές πιο ισχυρή ως χάλυβα. Κάτω από αυτές τις ακραίες συνθήκες, οι πυρήνες των ατόμων που είναι συνήθως ασταθής μπορούν να υπάρξουν σε εξωτερικά στρώματα του άστρου νετρονίων.

Τα αστέρια νετρονίων είναι πολύ μακριά για να σπουδάσει σύνθεση τους, και οι επιστήμονες δεν μπορούν να δημιουργήσετε εκ νέου τις τεράστιες πιέσεις στο εργαστήριο. Αλλά μπορούν να συνδέσουν τις μετρούμενες ιδιότητες των διαφόρων ατόμων πλούσιων σε νετρόνια σε προσομοιώσεις σε ηλεκτρονικό υπολογιστή που προβλέπουν νετρονίων σύνθεση αστέρι. Ο φυσικός Robert Wolf του Πανεπιστημίου του Greifswald στη Γερμανία και μια διεθνής ομάδα έδειξαν ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τον προσδιορισμό της μάζας του ψευδαργύρου-82, τα οποία προβλέπουν ορισμένα μοντέλα θα πρέπει να γίνει στον φλοιό των άστρων νετρονίων. Ψευδάργυρος-82 έχει ένα πυρήνα που αποτελείται από 30 πρωτόνια και 52 νετρόνια - πολλά περισσότερα από τα 34 νετρόνια στην πιο κοινή μορφή του ψευδαργύρου. Η πρόκληση ήταν απομόνωση και μέτρηση της σπάνιο ισότοπο, τα περισσότερα από τα οποία θα διασπώνται σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο.

Στο CERN στην Ελβετία, η ομάδα του Wolf χρησιμοποίησε το On-Line Μαζικής Isotope Διαχωριστικό εγκατάσταση, η οποία αποτελείται από ένα υψηλής ενέργειας δέσμη πρωτονίων που χτυπά ένα παχύ μπλοκ του καρβιδίου του ουρανίου. Τα πρωτόνια θρυμματίσει τους πυρήνες στο στόχο, δημιουργώντας μια πληθώρα εξωτικών ισοτόπων που γρήγορα διασπαστεί σε περισσότερα άτομα-σταθερή. Οι ερευνητές στη συνέχεια εκτίθενται τα άτομα με τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία που τους διαχωρίζονται κατά μάζα. Εντός αρκετών δεκάτων του δευτερολέπτου, που μέτρησε την μάζα ενός καθαρού δείγματος ψευδαργύρου-82.

Οι ερευνητές συνέκριναν αυτή την μάζα με προβλέψεις σε διάφορα υπολογιστικά μοντέλα και καθορίζεται ότι ο ψευδάργυρος-82 είναι πιθανόν να απουσιάζει από τα αστέρια νετρονίων. Αυτό είναι σύμφωνα με την πιο καλά υποστηριζόμενο πρόβλεψη της σύνθεσης αστέρι νετρονίων. Lattimer πιστεύει ότι αυτή η πτυχή της μελέτης δεν είναι η μεγαλύτερη συνεισφορά του? Προηγούμενα πειράματα είχαν ήδη δείξει ότι το κορυφαίο μοντέλο ήταν πιο ακριβή από ό, τι άλλοι. Αντ 'αυτού, έχει εντυπωσιαστεί από τις δυνατότητες της τεχνικής για να γίνουν αντιληπτά τα χαρακτηριστικά των άλλων εξωτικών πυρήνων που μπορεί να υπάρχουν σε αστέρες νετρονίων.

Οι επιστήμονες θέλουν να δημιουργήσουν αυτό το συνθετικό προφίλ, επειδή τα αστέρια νετρονίων μπορεί να είναι η πηγή πολλών βαρέων στοιχείων του σύμπαντος. Αντιδράσεις σύντηξης στους πυρήνες των τακτικών αστέρια παράγουν άνθρακα, οξυγόνο, άζωτο και άλλα στοιχεία που είναι ουσιώδη για τη ζωή. Αλλά το βαρύτερο στοιχείο ότι η σύντηξη μπορεί να κατασκευάσει είναι ο σίδηρος. Οι αστροφυσικοί έχουν από καιρό φαινόταν για άλλο αστρονομικό διαδικασία με αρκετή ενέργεια για να σφυρηλατήσει βαρύτερα στοιχεία από τα πρωτόνια και τα νετρόνια.

Μια εξήγηση είναι ότι τα στοιχεία αυτά αποτελούν στη μέση της ακραίας θερμότητας και ενέργειας των σουπερνόβα - δεν απαιτείται αστέρια νετρονίων. Αλλά οι προσομοιώσεις δείχνουν ότι οι εκρήξεις έχουν μια ανεπαρκή ποσότητα των νετρονίων. Η ανάγκη για νετρόνια οδηγεί σε ένα ανταγωνιστικό ιδέα: ότι τα βαρέα στοιχεία σχηματίζονται όταν δύο αστέρια νετρονίων συγκρούονται και μερικά από φλοιού αποδράσεις υλικό τους στο διάστημα.

Για την αξιολόγηση της δυνατότητας αυτής, οι θεωρητικοί πρέπει να βελτιώσουν τα μοντέλα της σύνθεσης αστέρι νετρονίων. Μαζική μετρήσεις των βαρέων ατόμων όπως ο ψευδάργυρος-82, λέει ο Wolf, θα τους βοηθήσει να το κάνουμε αυτό. Στη συνέχεια, οι αστρονόμοι μπορούν να ερευνούν τις αφθονίες των βαρέων στοιχείων σε διάφορα αστέρια και η σύγκρισή τους με τις προβλέψεις για το τι θα μπορούσε να παραχθεί σε συγκρούσεις αστέρων νετρονίων.

http://www.sciencenews.org/view/generic/id/347969/description/An_atom_sheds_light_on_neutron_stars