Gondolkodtál már azon miért ragyognak a csillagok olyan fényesen az égen? Ez annak a hatalmas mennyiségű energiának köszönhető, amely akkor keletkezik, amikor kicsi, könnyű atommagok összetapadnak, és nagyobb, nehezebb magokat hoznak létre. A csillagok belsejében a magfúzió az Ősrobbanásból származó hidrogén és hélium egy részét nehezebb atomokká alakította át, például testünket alkotó szénné és oxigénné, valamint az összes többi kémiai elemmé, amelyek felépítik a világunkat. Ezek a kémiai elemek csillagszelek és szupernóvák által dobódnak ki. Minden ilyen asztrofizikai objektum egy sajátos nukleáris ujjlenyomattal rendelkezik, amelyek a különböző kémiai elemek, különböző mennyiségének formájában a csillagok fényének elemzésével, és a meteoritokban található apró csillagporszemcsék mérésével megfigyelhetőek. E megfigyelések értelmezéséhez, továbbá az Univerzum anyagának eredetének, valamint a Nap és a Naprendszer kialakulásának vizsgálatához olyan számítógépes kódokat használunk, amelyek reprodukálják a csillagok belsejében lejátszódó nukleáris reakciók hatásait.
A kutatócsoport a RADIOSTAR ERC projekt utódja, a honlapja ide kattintva érhető el.
– Fontos eredmény:
Wehmeyer B., López, A. Y., Coté, B. et al: Inhomogeneous Enrichment of Radioactive Nuclei in the Galaxy: Deposition of Live 53Mn, 60Fe, 182Hf, and 244Pu into Deep-sea Archives. Surfing the Wave? The Astrophysical Journal, Volume 944, Issue 2, id.121, 16 pp. 2023
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2023ApJ...944..121W/abstract
Szupernóvákból származó lökéshullámok hátán érkeztek a radioaktív elemek a Földre
Földünk mélytengeri üledékeiben olyan még jelen lévő, de radioaktívan bomló atommagok dúsultak fel, amik felezési ideje meglehetősen rövid, 1 és 20 millió év közé esik. Ezen atommagok teljesen különböző nukleáris reakciók során keletkeztek magányos, illetve kettős csillagokban. Az a három radioaktív izotóp, amelyeket ezidáig sikerült a Földön detektálni, a mangán-53, a vas-60 és a plutónium-244, három teljesen különböző asztrofizikai mechanizmus során képződtek: fehér törpe csillagok termonukleáris szupernova robbanásaiban, nehéz csillagok mag összeomlásos szupernova robbanásaiban, illetve neutron csillagkettősök ütközése során. Érdekes, hogy ezeket az atommagokat ugyanazon a vékony mélytengeri kőzetekben találták meg. Mivel ezek üledékes kőzetek, időben nagyjából folyamatosan rakódtak le. Ez azt jelenti, hogy minden kis réteg egy adott felhalmozódási kornak tekinthető. Ebből az is következik, hogy ezek a radioaktív atommagok a különböző eredet ellenére egyidejűleg, körülbelül 2 millió éve érkeztek a Földre.
Hogy megértsük milyen módon juthattak el a radioaktív atommagok együttesen a Földre, számítógépes szimulációkat fejlesztettünk ki, és elterjedésüket a teljes Tejútrendszerben modelleztük. Azt az eredményt kaptuk, hogy a magösszeomlásos szupernóva lökéshullámai felelősek döntő mértékben az anyag szállításáért a csillagközi térben. A lökéshullámok frontjain összegyűlik, keveredik és terjed tova az anyag. Ez megmagyarázza a furcsa atommagok együttes jelenlétét a mélytengeri üledékben. Az eredményünk azt is jósolja, hogy ezekben az üledékekben jelen kell lennie a szintén radioaktív hafnium-182-nek is, ami kisebb, szupernóva robbanást nem szenvedő, hanem az élete végén úgynevezett vörös óriássá alakuló csillagokban képződik. Persze nagyon kis mennyiségű hafnium-182-ről van szó, és jelenleg a világ több speciális laboratóriumában dolgoznak azon, hogy kimutassák jelenlétüket az üledékekben, és tudományos jóslatunkat igazolják.
Credit: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser