Ağır Metallerin Kaynağı: Süpernova

Ağır Metallerin Kaynağı: Süpernova

 

Guelph Üniversitesi’nden bir fizikçinin yaptığı yeni bir araştırmanın elde ettiği, Dünya’daki altın ve platin gibi ağır unsurların nereden geldiğine dair görüşümüzü değiştirebilecek bir bulguya göre, gezegenimizdeki ağır metallerin birçoğu uzayda ve zaman içinde büyük ölçüde gözden kaçan bir yıldız patlamasından fırlayan unsurlarla oluştu.

Fizik profesörü Daniel Siegel, evrendeki ağır elementlerin yaklaşık yüzde 80’inin, eski, masif yıldızların yerçekimsel çöküşünden kaynaklanan, genellikle güneşimizin 30 katı ağırlığındaki nadir fakat ağır element bakımından zengin bir süpernova patlamasından oluşan çöküntülerde oluştuğunu söyledi.

Siegel, bu bulgunun, bu unsurların çoğunlukla nötron yıldızları arasındaki veya bir nötron yıldızı ile kara delik arasındaki çarpışmalardan geldiği inancını alt üst etti.

Columbia Üniversitesi’nden meslektaşlarıyla birlikte yazdığı makalesi, geçtiğimiz günlerde Nature dergisinde yayımlandı.

Süper bilgisayarlar kullanılarak yerçekimlerinin patlamasına ve kara delikler oluşturmasına neden olan eski yıldızların dinamiği simüle edildi.

Siegel, modellerinin masif, hızla dönen çöken çökeltilerin miktarları ve dağılımları “güneş sistemimizde gözlemlediklerimize şaşırtıcı derecede benzeyen” ağır elementleri fırlattığını belirtti. Bu ay Guelph Üniversitesi’ne katıldı ve Waterloo, Ont’taki Perimeter Institute for Theoretical Physics’e atandı.

Doğada bulunan elementlerin çoğu yıldızlardaki nükleer reaksiyonlarda yaratılmış ve nihayetinde dev yıldız patlamalarında atılmıştır.

Uzun zaman önce meydana gelen patlamalardan oluşan dünyada ve evrenin başka yerlerinde bulunan ağır elementler, altın ve platinden, nükleer reaktörlerde kullanılan uranyum ve plütonyuma, elektronik gibi tüketici ürünlerinde bulunan neodim gibi daha egzotik kimyasal elementlere kadar uzanır.

Şimdiye kadar bilim insanları, bu elementlerin, 2017 yılında haber olan gözlemledikleri iki nötron yıldızının çarpışmasında olduğu gibi çoğunlukla nötron yıldızlarını veya kara delikleri içeren yıldız parçalarında meydana geldiğini düşünüyordu.

İronik olarak, Siegel, ekibinin simülasyonlarının ağır element doğum odası olarak çöktüklerini işaret etmeden önce bu birleşmenin fiziğini anlamak için çalışmaya başladığını söyledi. “Nötron yıldızı birleşmeleri konusundaki araştırmamız, çok farklı bir yıldız patlaması türündeki kara deliklerin oluşmasının, nötron yıldızı birleşmelerinden daha fazla altın üretebileceğine inanmamızı sağladı.”

Siegel, çöküşlerin sıkça gerçekleşmediğini ve ağır elementlerin oluşumunu da telafi ettiklerini söyledi. Çöküşler ayrıca yoğun gama ışını flaşları üretir.

“Gördüğümüz bu ağır elementlerin yüzde sekseni çöküntülerden geliyor olmalı. Çöküntüler süpernova oluşumlarında oldukça nadirdir, nötron yıldızı birleşmelerinden bile daha nadirdir – fakat yıldız birleşmelerinin uzaya çektikleri materyal miktarı nötrondan çok daha yüksektir.”

Ekip şimdilerde teorik modellerini gözlemler tarafından onaylanmış olarak görmeyi umuyor. Siegel, 2021 yılında kullanıma girmek üzere ayarlanan James Webb Uzay Teleskobu gibi kızılötesi cihazların uzak bir galaksideki çöküşün ağır elementlerine işaret eden anlamlı ışınımların tespit edilebilmesi gerektiğini söyledi.

Astronomların, Samanyolu Galaksisi’ndeki diğer yıldızlardaki ağır element miktarlarını ve bu miktarları inceleyerek çöküntü kanıtlarını da tespit edebildiklerini belirterek: “Bu açık bir imza olur” dedi.

Siegel, bu araştırmanın galaksimizin nasıl oluştuğu hakkında ipucu verebileceğini söyledi.

“Ağır elementlerin nereden geldiğini saptamaya çalışmak galaksimizin kimyasal olarak nasıl birleştirildiğini ve galaksimizin nasıl oluştuğunu anlamamıza yardımcı olabilir. Aslında bu ağır elementler kozmolojideki bazı büyük soruları cevaplamak için güzel bir iz sürücü olabilir.”

Bu yıl Dmitri Mendeleev’in kimyasal elementlerin periyodik tablosunu oluşturmasının 150. yıldönümü kutlandı. O zamandan beri bilim insanları, dünya çapında bilim ders kitaplarının ve sınıfların temelini oluşturan periyodik tabloya daha birçok unsur ekledi.

Rus kimyagerine atıfta bulunan Siegel: “Ulaşamadığımız birçok element biliyoruz. Büyüleyici ve şaşırtıcı olan, 150 yıllık doğanın temel yapı taşlarını inceledikten sonra, hala evrenin nasıl olduğunu anlayamamamızdır. Bu durum periyodik tablodaki elementlerin büyük bir kısmını oluşturmaktadır.”

 

Çeviren: Bünyamin TAN

Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/06/190613121042.htm

39 Paylaşımlar

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Solve : *
6 + 16 =


This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.