فیزیکدانان برای اولین بار توانستند به طور مستقیم یکی از روش های انفجار ستارگان را برای ایجاد سنگین ترین عناصر در جهان اندازه گیری کنند.

تیمی به سرپرستی فیزیکدان Gavin Lotay از دانشگاه ساری در انگلستان با بررسی پرتو شتاب یافته از یون های رادیو اکتیو فرایند جذب پروتون را در ابرنواختر های فروپاشی هسته مشاهده کردند.

امروزه دانشمندان نه تنها نحوه انجام این کار را با جزئیات مشاهده کردند، بلکه اندازه گیری ها به ما این امکان را می دهد که تولید و فراوانی ایزوتوپ های اسرار آمیزی به نام هسته P را بهتر درک کنیم.

در ابتدایی سطح ستارگان را می توان کارخانه تولید عناصر در جهان در نظر گرفت. تا زمانی که ستارگان شکل نگرفته بودند و هسته ها را در هم شکستند جهان عمدتا سوپ هلیوم و هیدروژن بود.این همجوشی هسته ای ستاره ای شروع به تزریق عناصر سنگین تر به کیهان کرد از کربن گرفته تا آهن برای بزرگترین ستارگان.

 در اینجاست که همجوشی هسته با مشکل مواجه می شود. گرما و انرژی مورد نیاز برای تولید آهن از طریق همجوشی هسته ای بیشتر از انرژی تولید شده توسط این فرآیند است و باعث کاهش دمای هسته می شود که به نوبه خود منجر به مرگ ستاره در کابوم دیدنی ابرنواختر می شود. 

این جایی است که فیزیکدانان فکر می کنند عناصر سنگین تری نیز متولد می شوند. چنین انفجاری به اندازه ای  پرانرژی است که اتم ها ، در برخورد با نیرو ، می توانند اجزای یکدیگر را بگیرند. لازم نیست یک ابرنواختر باشد.اما اصل یکسان است.انرژی کافی برای جعل عناصر.

حال نوبت به هسته های P است.این 30 ایزوتوپ طبیعی از عناصر سنگین حدود 1 درصد از عناصر سنگین مشاهده شده در منظومه شمسی را تشکیل می دهند و شکل گیری آنها یک راز است.

ایزوتوپها اشکال یک عنصر هستند که بر اساس جرم اتمی متفاوت هستند ، معمولاً به دلیل تعداد متفاوت نوترونها در هسته ، در حالی که تعداد پروتونها ثابت می ماند. هسته های P ایزوتوپهایی هستند که کمبود نوترون دارند ، اما غنی از پروتون هستند. از آنجا که آنها بسیار کمیاب هستند ، مشاهده آنها دشوار است ، که منجر به ایجاد مشکل در نحوه جعل آنها شده است.

مدل مورد علاقه در حال حاضر فرآیند گاما است ، که در آن اتم ها پروتون های شل را در طی یک رویداد پر انرژی جذب می کنند. از آنجا که یک عنصر شیمیایی با تعداد پروتون تعریف می شود ، این فرایند عنصر را در جدول تناوبی به عنصر بعدی تبدیل می کند و منجر به ایزوتوپ فقیر از نوترون می شود.

مشاهدات با استفاده از جداساز ایزوتوپ و شتاب دهنده II در آزمایشگاه ملی TRIUMF در کانادا برای تولید پرتویی از اتمهای روبییدیم 83 باردار و رادیواکتیو به دست آمد. از طیف سنج جرمی برگشتی و طیف سنج فرار گریز اشعه TRIUMF-ISAC برای ثبت و مشاهده فرایندهای در حال انجام در پرتو استفاده شد.

نتایج نشان داد که تولید p-nucleus stronium-84(هسته های P استرانسویوم 84) مطابق با فرآیند گاما است. آنها دریافتند که میزان واکنش حرارتی هسته ای کمتر از مدل های نظری پیش بینی شده بود و در نتیجه تولید استرانسیوم -84 بیشتر شد.

لوتای گفت: "پیوند یک آرایه اشعه گاما با وضوح بالا با جدا کننده الکترواستاتیک پیشرفته برای اندازه گیری واکنشهای فرآیند گاما ، نقطه عطفی کلیدی در اندازه گیری مستقیم فرایندهای اخترفیزیکی است."

"چنین اندازه گیری هایی تا حد زیادی دور از دسترس فن آوری های تجربی فعلی بود و آخرین مطالعه در حال حاضر امکانات زیادی را برای آینده ایجاد کرده است."

منبع : www.sciencealert.com