과학자들이 별 사이에서 발생하는 핵분열의 징후를 최초로 발견했습니다. 이 발견은 중성자별이 서로 충돌할 때 주기율표에서 가장 무거운 원소보다 무거운 “초중” 원소를 생성한 다음 다음을 통해 분해된다는 아이디어를 뒷받침합니다. 핵분열 당신의 주얼리에 금과 같은 요소를 탄생시키세요.
핵분열은 기본적으로 그 반대이다. 핵융합. 핵융합은 가벼운 원소가 분해되어 무거운 원소가 되는 과정을 말하는 반면, 핵분열은 무거운 원소가 쪼개져 가벼운 원소가 될 때 에너지가 방출되는 과정입니다. 핵분열도 잘 알려져 있습니다. 사실 이곳에서 에너지를 생산하는 원자력 발전소의 기반이 되는 곳이죠 땅 -그러나 그 사이에는 그런 일이 일어나는 것을 본 적이 없습니다. 별 지금 전에.
이번 연구의 공동저자이자 로스앨러모스 국립연구소의 과학자인 매튜 뭄버(Matthew Mumbur)는 “사람들은 우주에서 핵분열이 일어나고 있다고 생각했지만 지금까지 누구도 그것을 증명할 수 없었다”고 말했습니다. 그는 성명에서 말했다.
노스캐롤라이나 주립대학교 과학자 이안 로더러(Ian Roederer)가 이끄는 연구팀은 별의 다양한 원소에 대한 데이터를 조사하여 중성자별이 병합될 때 핵분열이 발생할 수 있다는 최초의 증거를 발견했습니다. 이번 발견은 미스터리를 푸는 데 도움이 될 수 있다. 우주무거운 원소가 나옵니다.
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과학자들은 핵융합이 별의 주요 에너지원일 뿐만 아니라 가장 무거운 원소가 철인 다양한 원소를 형성하는 힘이기도 함을 알고 있습니다.
그러나 금이나 우라늄과 같은 무거운 원소의 소위 핵합성에 대한 그림은 다소 모호했습니다. 과학자들은 이 귀중하고 희귀한 중원소가 믿을 수 없을 정도로 밀도가 높은 두 개의 죽은 별에서 유래했다고 의심합니다. 중성자별 – 그들은 충돌하고 합쳐져 가장 불안정한 별의 핵에서도 생성될 수 없는 원소를 생성할 만큼 폭력적인 환경을 만듭니다.
Mumpower와 팀이 발견한 핵분열의 증거는 일부 별에 나타나는 은과 같은 “작은 경금속”과 유로피움과 같은 “희토류 핵” 사이의 관계 형태로 나타납니다. 과학자들은 이러한 요소 그룹 중 하나가 증가하면 다른 그룹의 해당 요소도 증가한다는 것을 확인했습니다.
연구팀의 연구에 따르면 원자 질량을 가진 원소에는 여러 가지 원소가 있음이 밝혀졌습니다. 양성자 그리고 중성자 원자핵에서는 비록 그 존재 기간이 짧더라도 260개 이상의 중성자별 충돌이 있을 수 있습니다. 이것은 주기율표의 “무거운 끝”에 있는 많은 원소보다 훨씬 무겁습니다.
Mumpower는 “서로 다른 별들 사이에서 이런 현상이 발생할 수 있는 유일한 가능성은 무거운 원소가 형성되는 동안 일관된 과정이 일어나는 것입니다.”라고 말했습니다. “이것은 믿을 수 없을 정도로 심오하며 우주 분열의 첫 번째 증거이며 우리가 몇 년 전에 제안한 이론을 확증해 줍니다.”
“우리가 더 많은 관측을 할수록 우주는 ‘여기에 신호가 있는데 핵분열에서만 나올 수 있다’고 말합니다.”
중성자별과 핵분열
중성자별은 거대한 별이 본질적인 핵융합을 위한 연료 공급의 끝에 도달할 때 생성됩니다. 이는 자체 내부 추진력에 맞서 별을 지원해야 하는 에너지를 의미합니다. 중력 중지됩니다. 죽어가는 별들의 바깥층이 붕괴되면서 별 질량의 1~2배에 달하는 질량을 지닌 별의 핵이 형성됩니다. 태양 폭이 약 20km까지 붕괴됩니다.
이 근본적인 고장은 매우 빠르게 발생합니다. 전자양성자들이 서로 강제로 결합하여 밀도가 높은 중성자 바다를 생성하므로 중성자별 “물질” 한 스푼만 지구로 가져오면 무게가 10억 톤이 넘을 것입니다.
이러한 극단적인 별들이 쌍성 쌍으로 존재할 때, 그들은 서로 주위를 나선형으로 돌고 있습니다. 그들은 서로 궤도를 돌면서 각운동량이라고 불리는 시공간에서 무형의 파문을 방출하기 때문에 각운동량을 잃습니다. 중력파 . 이로 인해 중성자 별이 충돌하고 결국 합쳐지며, 극단적이고 기괴한 특성을 고려하면 놀랍지 않게 극도로 폭력적인 환경이 조성됩니다.
이 최종 중성자별 합병은 일반적으로 원자핵의 양성자와 관련된 입자인 풍부한 자유 중성자를 방출합니다. 이를 통해 이러한 환경의 다른 원자핵이 자유 중성자를 신속하게 포착할 수 있습니다. 이 프로세스를 급속 중성자 포착 또는 “r-프로세스”라고 합니다. 이로 인해 원자핵이 무거워지고 초무거운 불안정한 원소가 형성됩니다. 이러한 초중원소는 핵분열을 거쳐 금과 같이 더 가볍고 안정적인 원소로 분리될 수 있습니다.
2020년에 Mumpower는 r 프로세스에 의해 생성된 핵의 “핵분열성 조각”이 어떻게 분포될지 예측했습니다. Mumpower 공동 작업자이자 TRIUMF 과학자인 Nicole Fach는 r 공정이 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은과 같은 미세한 경금속은 물론 유로뮴, 가돌리늄, 디스프로슘과 같은 희토류 핵을 어떻게 공동 생산할 수 있는지 계산했습니다. 그리고 홀뮴.
이 예측은 중성자별 합병을 관찰하는 것뿐만 아니라 r 과정에 의해 생성된 물질로 농축된 별의 원소 풍부도를 관찰함으로써 테스트할 수 있습니다.
이 새로운 연구는 42개의 별을 조사한 결과 Fash가 예측한 정확한 상관관계를 발견했습니다. 이는 주기율표에 있는 원소보다 무거운 원소의 핵분열과 붕괴에 대한 명확한 신호를 보여주며, 중성자별 충돌이 실제로 철보다 무거운 원소가 존재하는 장소임을 확인시켜 줍니다. 위조되었습니다.
“충분한 데이터가 있는 r 강화 별에서는 상관 관계가 매우 강력합니다. 시간 자연이 생산하는옥수수은 중에서는 상대적으로 더 무거운 희토류 핵도 생성합니다. Mumpower는 “이러한 원소 클러스터의 형성이 잘 진행되고 있습니다. 우리는 핵분열이라는 단 하나의 메커니즘만이 책임이 있다는 것을 보여 주었고 사람들은 1950년대부터 이에 대해 고민해 왔습니다”라고 Mumpower는 결론지었습니다.
연구팀의 연구 결과는 저널 12월 6일자에 게재되었습니다. 과학.
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