Bintang neutron berkontribusi sedikit, tetapi ada sesuatu yang menghasilkan emas – Sains Terkini

Tabrakan bintang neutron tidak menciptakan jumlah unsur kimia yang diasumsikan sebelumnya, demikian temuan analisis baru evolusi galaksi.

Penelitian juga mengungkapkan bahwa model saat ini tidak dapat menjelaskan jumlah emas di kosmos – menciptakan misteri astronomi.

Pekerjaan tersebut telah menghasilkan Tabel Periodik tampilan baru, yang menunjukkan asal-usul bintang dari unsur-unsur alami dari karbon hingga uranium.

Semua hidrogen di alam semesta – termasuk setiap molekulnya di Bumi – diciptakan oleh Big Bang, yang juga menghasilkan banyak helium dan litium, tetapi tidak banyak yang lainnya.

Unsur-unsur alami lainnya dibuat oleh proses nuklir berbeda yang terjadi di dalam bintang. Massa mengatur dengan tepat elemen mana yang ditempa, tetapi semuanya dilepaskan ke galaksi di momen-momen akhir setiap bintang – secara eksplosif dalam kasus yang sangat besar, atau arus keluar yang padat, mirip dengan angin matahari, untuk yang sekelas dengan Matahari. .

"Kita dapat menganggap bintang sebagai kompor bertekanan raksasa tempat elemen baru tercipta," jelas rekan penulis Associate Professor Karakas, dari Pusat Keunggulan ARC untuk Semua Astrofisika Langit dalam 3 Dimensi (ASTRO 3D) Australia.


"Reaksi yang membuat elemen ini juga menyediakan energi yang membuat bintang bersinar terang selama miliaran tahun. Seiring bertambahnya usia bintang, mereka menghasilkan elemen yang lebih berat dan lebih berat saat bagian dalamnya memanas."

Setengah dari semua unsur yang lebih berat dari besi – seperti thorium dan uranium – diperkirakan terbentuk ketika bintang neutron, sisa-sisa matahari yang terbakar, bertabrakan satu sama lain. Berteori panjang, tabrakan bintang neutron tidak dikonfirmasi hingga 2017.

Namun, sekarang, analisis baru oleh Karakas dan sesama astronom Chiaki Kobayashi dan Maria Lugaro mengungkapkan bahwa peran bintang neutron mungkin terlalu dilebih-lebihkan – dan bahwa proses bintang lainnya secara keseluruhan bertanggung jawab untuk membuat sebagian besar unsur berat.

"Penggabungan bintang neutron tidak menghasilkan unsur yang cukup berat di awal kehidupan alam semesta, dan masih tidak sampai sekarang, 14 miliar tahun kemudian," kata Karakas.

"Alam Semesta tidak membuatnya cukup cepat untuk menjelaskan keberadaan mereka di bintang-bintang yang sangat kuno, dan, secara keseluruhan, tidak ada cukup tabrakan yang terjadi untuk menjelaskan kelimpahan unsur-unsur ini di sekitar hari ini."

Sebaliknya, para peneliti menemukan bahwa unsur-unsur berat perlu diciptakan oleh fenomena bintang yang sama sekali berbeda – supernova yang tidak biasa yang runtuh saat berputar sangat cepat dan menghasilkan medan magnet yang kuat.

Temuan tersebut merupakan salah satu dari sekian banyak temuan yang muncul dari penelitian mereka yang baru saja dipublikasikan di Jurnal Astrofisika. Studi mereka adalah pertama kalinya asal-usul bintang dari semua elemen alami dari karbon ke uranium dihitung dari prinsip pertama.

Pemodelan baru, kata para peneliti, secara substansial akan mengubah model yang diterima saat ini tentang bagaimana alam semesta berevolusi. "Misalnya, kami membangun model baru ini untuk menjelaskan semua elemen sekaligus, dan menemukan cukup perak tetapi tidak cukup emas," kata rekan penulis Associate Professor Kobayashi, dari Universitas Hertfordshire di Inggris.

"Perak terlalu banyak diproduksi tetapi emas kurang diproduksi dalam model dibandingkan dengan pengamatan. Ini berarti bahwa kita mungkin perlu mengidentifikasi jenis baru ledakan bintang atau reaksi nuklir."

Studi ini menyempurnakan studi sebelumnya yang menghitung peran relatif massa bintang, usia, dan pengaturan dalam produksi elemen.

Misalnya, para peneliti menetapkan bahwa bintang yang lebih kecil dari sekitar delapan kali massa Matahari menghasilkan karbon, nitrogen, dan fluor, serta setengah dari semua elemen yang lebih berat daripada besi.

Bintang masif yang memiliki massa sekitar delapan kali massa Matahari yang juga meledak sebagai supernova di akhir hidupnya, menghasilkan banyak unsur dari karbon hingga besi, termasuk sebagian besar oksigen dan kalsium yang dibutuhkan untuk kehidupan.

“Selain hidrogen, tidak ada unsur tunggal yang hanya dapat dibentuk oleh satu jenis bintang,” jelas Kobayashi.

"Separuh karbon dihasilkan dari sekarat bintang bermassa rendah, tetapi separuh lainnya berasal dari supernova.


"Dan separuh besi berasal dari supernova normal bintang masif, tetapi separuh lainnya membutuhkan bentuk lain, yang dikenal sebagai supernova Tipe Ia. Ini diproduksi dalam sistem biner bintang bermassa rendah."

Pasangan bintang masif yang terikat oleh gravitasi, sebaliknya, dapat berubah menjadi bintang neutron. Ketika ini saling bertabrakan, dampaknya menghasilkan beberapa elemen terberat yang ditemukan di alam, termasuk emas.

Namun, pada pemodelan baru, jumlahnya tidak bertambah.

"Bahkan perkiraan paling optimis dari frekuensi tabrakan bintang neutron tidak dapat menjelaskan kelimpahan unsur-unsur ini di alam semesta," kata Karakas. "Ini mengejutkan. Sepertinya supernova yang berputar dengan medan magnet yang kuat adalah sumber sebenarnya dari sebagian besar elemen ini."

Rekan penulis Dr Maria Lugaro, yang memegang posisi di Observatorium Konkoly Hongaria dan Universitas Monash Australia, berpendapat bahwa misteri emas yang hilang mungkin akan segera terpecahkan.

"Penemuan baru diharapkan dari fasilitas nuklir di seluruh dunia, termasuk Eropa, AS dan Jepang, saat ini menargetkan inti langka yang terkait dengan penggabungan bintang neutron," katanya.

"Sifat-sifat inti ini tidak diketahui, tetapi mereka sangat mengontrol produksi kelimpahan unsur berat. Masalah astrofisika dari emas yang hilang mungkin memang dipecahkan dengan percobaan fisika nuklir."

Para peneliti mengakui bahwa penelitian di masa depan mungkin menemukan bahwa tabrakan bintang neutron lebih sering daripada yang ditunjukkan sejauh ini, dalam hal ini kontribusi mereka terhadap unsur-unsur yang menyusun segala sesuatu mulai dari layar ponsel hingga bahan bakar untuk reaktor nuklir mungkin direvisi ke atas lagi.

Untuk saat ini, bagaimanapun, mereka tampaknya memberikan lebih sedikit uang untuk poni mereka.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.