Вперше фізики змогли безпосередньо виміряти один із способів, яким зірки, що вибухають, створюють найважчі елементи у Всесвіті.
Дослідивши прискорений пучок радіоактивних іонів, група під керівництвом фізика Гевіна Лотея з Університету Суррея у Великобританії спостерігала процес захоплення протона, який, як вважається, походить в наднових з колапсом ядра.
Тепер вчені не тільки в деталях побачили, як це відбувається, адже вимірювання дозволяють нам краще зрозуміти створення і поширеність загадкових ізотопів, які називаються p-ядрами.
На самому базовому рівні зірки можна розглядати, як фабрики елементів Всесвіту. Поки зірки не народилися і не почали дробити ядра в своїх ядрах, Всесвіт була супом, що складався в основному з водню і гелію. І зоряний ядерний синтез почав наповнювати космос більш важкими елементами, від вуглецю до заліза для самих масивних зірок.
Ось тут-то і виникає заковика злиття ядер. Тепло і енергія, необхідні для виробництва заліза шляхом синтезу, перевищують енергію, що генерується процесом, що призводить до падіння температури ядра, що, в свою чергу, призводить до загибелі зірки і перетворення її в наднову.
Саме тут, на думку фізиків, народжуються ще більш важкі елементи. Вибух настільки сильний, що атоми, зіштовхуючись із силою, можуть захоплювати компоненти один одного. Це не обов’язково повинна бути наднова (були виявлені важкі елементи, які утворюються при зіткненні двох нейтронних зірок), але принцип той же. Колосальний космічний плодо-бум = енергія, достатня для створення елементів.
Спостереження були отримані з використанням ізотопного сепаратора і прискорювача II в Національній лабораторії TRIUMF в Канаді для отримання пучка заряджених радіоактивних атомів рубідію-83. Спектрометр з придушенням гамма-випромінювання і мас-спектрометр з електромагнітним мас-аналізатором TRIUMF-ISAC використовувалися для реєстрації та спостереження процесів, що відбуваються в пучку.
За словами дослідників, результати показали, що створення p-ядра стронцію-84 відповідає гамма-процесу. Вони виявили, що швидкість термоядерної реакції була нижчою, ніж передбачали теоретичні моделі, що призвело до більш високого виробництва стронцію-84.
«З’єднання гамма-матриці з високою роздільною здатністю з удосконаленим електростатичним сепаратором для вимірювання реакцій гамма-процесу являє собою ключову віху в прямому вимірі астрофізичних процесів», – сказав Лотей.
«Такі вимірювання в значній мірі вважалися недосяжними для сучасних експериментальних технологій, і останнє дослідження тепер відкрило безліч можливостей для майбутнього».
Дослідження було опубліковане в Physical Review Letters.