W badaniach, prowadzonych wspólnie przez naukowców ze Stanów Zjednoczonych, Kanady i Europy, skupiono się na mechanizmach tworzenia strontu w środowisku gwiazdowym. Stront jest pierwiastkiem wykorzystywanym m.in. w pirotechnice oraz w analizach archeologicznych, a jego pochodzenie stanowi ważny element szerszej układanki, jaką jest nukleosynteza – proces powstawania pierwiastków w gwiazdach.
Od połowy XX wieku w astrofizyce utrwalił się podział na trzy główne drogi powstawania cięższych pierwiastków. To szybki i wolny wychwyt neutronów (proces r oraz proces s), a także proces p, który odpowiada za tworzenie izotopów bogatych w protony. Choć te schematy wyjaśniały pochodzenie większości ciężkich pierwiastków, obserwacje starych gwiazd z lat 90. pokazały, że w przypadku części z nich – w tym strontu – pojawiają się istotne rozbieżności.
Aby wytłumaczyć nietypową obfitość strontu, zaproponowano proces i, czyli pośredni wariant wychwytu neutronów. W tym scenariuszu gęstość neutronów i czas trwania zjawiska plasują się pomiędzy procesami r i s, a sam przebieg liczy się w minutach. Model pomagał wyjaśniać obserwowane anomalie, jednak w odniesieniu do strontu nadal pojawiał się problem: obliczenia wskazywały zbyt małą ilość wytwarzanego pierwiastka.
DLA CIEBIEPrezentacja piekarników Samsung
Jak wskazał Falk Herwig z Uniwersytetu Victorii, przełomem okazało się rozpoznanie, że kluczową rolę w tym łańcuchu może odgrywać neutronowy wychwyt na kryptonie-88 – element wcześniej słabo poznany, a istotny dla tego, ile strontu finalnie powstaje. Herwig podkreślił wprost: "Nasze modele wskazały, że neutronowy wychwyt na kryptonie-88 to kluczowy element wyjaśniający niedobory strontu."
Bezpośrednie pomiary takich reakcji są wyjątkowo trudne – zarówno ze względu na warunki panujące w gwiazdach, jak i krótki czas życia kluczowych izotopów. Dlatego zespół zdecydował się na metodę pośrednią. W laboratorium ATLAS, korzystając z detektora SuN, zarejestrowano emisje promieniowania gamma towarzyszące rozpadowi izotopu kryptonu-89. Te dane pozwoliły następnie pośrednio oszacować tempo wychwytu neutronów przez krypton-88.
Eksperyment przyniósł ważną korektę: rzeczywiste tempo reakcji okazało się niższe, niż zakładały wcześniejsze modele teoretyczne. Gdy nowe wartości wprowadzono do obliczeń procesu, prognozowana ilość strontu zaczęła znacznie lepiej odpowiadać temu, co widać w obserwacjach astronomicznych najstarszych gwiazd. Naukowcy zapowiadają kolejne prace nad dokładniejszym wyznaczaniem warunków fizycznych, w jakich zachodzą procesy gwiazdowe – tak, by jeszcze precyzyjniej opisać mechanizmy powstawania pierwiastków w kosmosie.
Redaktor serwisu WP Tech. Od ponad 10 lat codziennie pisze o astronomii, astrofizyce, kosmologii i eksploracji przestrzeni kosmicznej. Od samego początku stara się zostać prawdziwym kronikarzem pierwszych kroków ludzkości ku gwiazdom. Tak się dobrze złożyło, że przypadło mu żyć w czasach, w których ludzkość dokonuje fenomenalnych odkryć i po raz pierwszy w historii ma szansę zajrzeć na kres wszechświata i postawić stopę na innej planecie. Poza pracą - miłośnik psów i wielokilometrowych spacerów po lasach Wielkopolski.
