Astronomer knäcker koden för bildandet av mycket tunga element i universum.
Var kommer vi ifrån? Hur skapades alla våra atomer? Det är några av de fascinerande frågor som en grupp astronomer kallad R-Process Alliance försöker besvara. Idag publicerar de en ny banbrytande studie i den prestigefyllda vetenskapliga tidskriften Science, där de visar avtryck från den kosmiska skapelsen av mycket tunga element. Terese Hansen, som är forskare på Institutionen för astronomi, är en av medförfattarna av artikeln.
R-Process Alliances övergripande uppdrag är att dechiffrera de undflyende ursprungen av tunga ämnen – ett ursprung som idag inte är väl förstått. Till skillnad från sina lättare motsvarigheter skapas tunga element som silver och guld inte inuti stjärnor som vår sol. Istället uppstår de från en atomär process som kallas snabb neutroninfångning, vilken bäst kan föreställas som en komplex dans av snabba partiklar som endast inträffar i kölvattnet av sällsynta och extrema astronomiska händelser som supernovor eller kollisionen av kompakta himlakroppar.
Snabb neutroninfångning är en hänförande kosmisk företeelse som är ansvarig för skapandet av de tyngsta elementen i vårt universum,
förklarar Dr. Terese Hansen, astronom och medförfattare till artikeln vid Stockholms universitet. "Platsen där r-processen sker och leder till bildandet av tunga ämnen har dock varit ett mysterium för oss, åtminstone tills nu.” Dr. Hansen är en av grundarna av R-Process Alliance.
R-Process Alliance har avslöjat en banbrytande upptäckt i sitt senaste projekt, där de har knäckt koden till bildandet av super tunga element. När dessa element bildas i r-processen för att uppnå statusen som väldigt tunga blir de instabila och fragmenteras slutligen till element såsom silver och palladium. Denna kaskad av sönderfall hos ämnena har lämnat en karakteristisk signatur i stjärnornas atmosfärer, ett slags fingeravtryck av silver som R-Process Alliance tror är resterna av super tunga element som bryts isär.
"I vår strävan att förstå r-processen har vi identifierat en tydlig ansamling av silver och palladium i stjärnornas atmosfärer," påpekar Dr. Hansen. "Dessa element är avkomman till mycket tunga ämnen som har genomgått fragmentering och ger en konkret inblick i processerna som sker i de extrema kosmiska miljöerna där nebulosor bildas och nya stjärnor föds.”
Det som gör denna upptäckt särskilt betydelsefull är att den ger en glimt av produktionen av element tyngre än några motsvarigheter till vad människan har skapat. Medan dessa tunga element förblir undflyende för direkt observation, fungerar det indirekta beviset som hittats i stjärnornas atmosfärer som ett vittnesbörd om vad som kan ha hänt i miljön som slutligen ledde till födelsen av nya stjärnor.
"Konsekvenserna av de här resultaten sträcker sig långt bortom området för astrofysik. Genom att noggrant kartlägga stjärnornas kemiska sammansättningar avslöjar R-Process Alliance inte bara 'var' och 'när' snabba neutroninfångningshändelser äger rum, utan ger också avgörande insikter om mängden tunga element, såsom silver, som genereras av dessa kosmiska explosioner. Kort sagt: den ger oss en enastående förståelse för elementbildning i universum.
Studien baseras på observationer av 42 stjärnor i Vintergatan. Gruppen undersökte 31 element som observerats i 34 tidigare studier.
Kontakt och mer information
Majken Christensen har bidragit till texten och tillhandahållit bilderna: https://astronomicca.com/
Senast uppdaterad: 7 december 2023
Sidansvarig: Institutionen för Astronomi