Астрономы пытаются раскрыть тайны взрывающихся звезд

Ученые давно ищут ответ на вопрос - Как образовываются основные химические элементы нашей Вселенной? Данный вопрос лежал в основе ядерной физики на протяжении большей части столетия. В начале 20-го века, ученые обнаружили, что элементы имеют центральное ядро или ядра. Эти ядра состоят из различного количества протонов и нейтронов.

Теперь ученые из Центра редких изотопных пучков (FRIB) Университета штата Мичиган построили и протестировали устройство, которое позволит получить принципиальное представление о тяжелых элементах или элементах с очень большим количеством протонов и нейтронов. Бен Кей, физик Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE), возглавил эту работу.

Об этом сообщает SciTechDaily.

«Взрывающиеся звезды, слияние гигантских коллапсирующих звезд. Теперь мы изучаем подробности ядерных реакций, лежащих в основе этих событий. С SOLARIS мы можем воссоздать эти реакции здесь, на Земле, чтобы увидеть их собственными глазами», сказал Бен Кей.

Кей и его команда завершили свой первый эксперимент, используя устройство под названием SOLARIS , что расшифровывается как «Электромагнитный спектрометр для исследования реакций». Запланированные эксперименты откроют информацию о ядерных реакциях, которые создают одни из самых тяжелых элементов в нашем мире, от железа до урана.

Также запланированы эксперименты с экзотическими изотопами. Изотопы - это элементы, которые имеют одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов. Ученые называют некоторые изотопы экзотическими, потому что их соотношение протонов и нейтронов отличается от отношения обычно стабильных или долгоживущих изотопов, которые встречаются в природе на Земле. Некоторые из этих нестабильных изотопов играют важную роль в астрономических событиях.

«Взрывающиеся звезды, слияние гигантских коллапсирующих звезд, теперь мы изучаем подробности ядерных реакций, лежащих в основе этих событий. С SOLARIS , мы можем воссоздать эти реакции здесь, на Земле, чтобы увидеть весь процесс и изучить его», - сказал Кей.

Новое устройство следует по стопам HELIOS , спирального орбитального спектрометра в Аргонне. Оба используют аналогично перепрофилированные сверхпроводящие магниты из аппарата магнитно-резонансной томографии (МРТ), который используется в больницах. В обоих случаях пучок частиц попадает в целевой материал внутри вакуумной камеры. Когда частицы сталкиваются с мишенью, происходят реакции переноса. В таких реакциях нейтроны или протоны либо удаляются, либо добавляются из ядер, в зависимости от частиц и их энергии, используемых при столкновении.

«Регистрируя энергию и угол наклона различных частиц, которые высвобождаются или отклоняются от столкновений, мы можем собирать информацию о структуре ядер в этих изотопах. Инновационная SOLARIS конструкция обеспечивает необходимое разрешение для улучшения нашего понимания этих экзотических ядер», - сказал Кей.

По словам ученых, SOLARIS поистине уникальный, потому что он может работать как двухрежимный спектрометр, что означает, что он может проводить измерения как с лучами высокой, так и с очень низкой интенсивностью.

Первый эксперимент команды, проведенный научным сотрудником Клементины Сантамария из FRIB, изучал распад кислорода- 16 (наиболее распространенного изотопа кислорода на нашей планете) на гораздо более мелкие альфа-частицы. В частности, восемь протонов и восемь нейтронов в ядрах кислорода-16 распадаются в общей сложности на четыре альфа-частицы, каждая из которых состоит из двух протонов и двух нейтронов.

Кей и его команда зарегистрировали более двух миллионов реакций во время этого эксперимента и наблюдали несколько случаев распада кислорода-16 на альфа-частицы.

Ученые считают, что двойная функциональность SOLARIS позволит проводить еще более широкий спектр экспериментов с ядерными реакциями, чем раньше, и даст ученым новое понимание некоторых из величайших загадок космоса.

Ранее  Курсор писал, что астрономы нашли ответ на один из фундаментальных вопросов о нашей Вселенной. Ученые смоли выяснить, почему некоторые галактики больше не образуют новых звезд.

Ранее Курсор писал, что астрономы раскрыли тайну «горящего» космоса. Австралийские ученые подтвердили, что галактики, образующие звезды, ответственны за создание гамма-лучей, которые до сих пор не были связаны с известным происхождением.

Курсор также сообщал, что астрономы разгадали космическую загадку 900-летней давности. Международная группа астрономов заявила, что 900-летняя космическая загадка происхождения знаменитой сверхновой, впервые обнаруженной над Китаем в 1181 году нашей эры, наконец-то решена.

Космический рассвет раскрывает многие величайшие загадки астрономии. Благодаря новейшим телескопам астрономы сегодня могут увидеть, как выглядели объекты 13 млрд лет назад, примерно через 800 млн лет после Большого взрыва.

Астрономы обнаружили новые ключи к образованию нашей Солнечной системы. Область активного звездообразования в созвездии Ро Змееносца дает астрономам новое понимание условий, в которых зародилась наша солнечная система.

Курсор также писал о катаклизме нового типа в космосе: обнаружено первое слияние черной дыры и нейтронной звезды.

Кроме этого, ученые спроектировали новую ловушку для антиматерии, что узнать одну из главных тайн Вселенной. Новая ловушка охлаждает антиматерию с помощью лазеров.

Физики впервые подтвердили одну из теорий Стивена Хокинга о черных дырах. Физики впервые экспериментально подтвердили одну из теорий Стивена Хокинга о черных дырах. Теорема Хокинга предсказала, что площадь горизонта событий черной дыры никогда не может уменьшиться.

Стало известно, что ученые предсказали гибель необычной черной экзопланеты.

Ранее Курсор писал, что 20 планет за пределами Солнечной системы более пригодны для жизни, чем Земля, а астрономы уже назвали четыре самые многообещающие планеты для жизни.

Напомним, Курсор сообщал о том, что астрономы обнаружили новые теплые экзопланеты, а также раскрыли тайну самой загадочной галактики.