Novae – การระเบิดของดาวแคระขาว – เป็นหนึ่งในเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นบ่อยและรุนแรงที่สุดในกาแลคซีของเรา เชื่อกันว่ามีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์ธาตุหนัก แต่กลไกเบื้องหลังกระบวนการสังเคราะห์นิวเคลียสของดวงดาวนี้ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ ชุดค่าประมาณที่แม่นยำเป็นพิเศษของไอโซโทปกำมะถันที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยานิวเคลียร์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์
สัญญาว่าจะให้แสงสว่างแก่คำถามนี้โดยทำให้ง่าย
ต่อการระบุร่องรอยของการสังเคราะห์นิวเคลียสในอุกกาบาตโบราณโนวาเกิดขึ้นในระบบดาวคู่ที่ประกอบด้วยดาวแคระขาวและดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลัก ในระบบดังกล่าว ที่เรียกว่า “ตัวแปรหายนะ” แรงดึงโน้มถ่วงของดาวแคระขาวบิดเบือนดาวข้างเคียง ทำให้วัสดุของดาวเคลื่อนตัวไปยังดาวแคระขาว เป็นผลให้ระบบสว่างขึ้นสลับกันและหรี่ลงจนกระทั่งดาวแคระขาวสะสมสสารมากพอที่จะกระตุ้นปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ที่วิ่งหนีบนพื้นผิวของมัน การระเบิดของแสงที่ตามมานั้นมีพลังมากพอที่จะหลอมรวมอะตอมที่เบากว่าให้เป็นนิวเคลียสที่หนักกว่าและผลักพวกมันออกสู่อวกาศ แท้จริงแล้ว องค์ประกอบหลายอย่างที่พบในโลกนั้นถือกำเนิดขึ้นเมื่อดาวฤกษ์อย่างดวงอาทิตย์ของเราระเบิดในลักษณะนี้
ความไม่แน่นอนอย่างมากในกระบวนการฟิสิกส์นิวเคลียร์ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา การสำรวจโนวาด้วยแสง อัลตราไวโอเลต และอินฟราเรดได้ให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของสสารที่ปล่อยออกมา การสังเกตเหล่านี้เปิดเผยว่าธรรมชาติของการระเบิดขึ้นอยู่กับองค์ประกอบดั้งเดิมของดาวแคระขาว ตัวอย่างเช่น โนวา “ออกซิเจน-นีออน” ทำให้เกิดการระเบิดครั้งใหญ่โดยเฉพาะ ซึ่งสามารถสร้างองค์ประกอบที่หนักเท่ากับซิลิคอนและแคลเซียม
เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิจัยยังได้ศึกษาการสังเคราะห์
นิวเคลียสของโนวาด้วยการแยกเมล็ดพืชด้วยกล้องจุลทรรศน์ออกจากอุกกาบาตดึกดำบรรพ์ อุกกาบาตเหล่านี้เกิดขึ้นก่อนการก่อตัวของระบบสุริยะ และองค์ประกอบไอโซโทปของพวกมันสะท้อนถึงกระบวนการสังเคราะห์นิวเคลียสที่เกิดขึ้นในดาวฤกษ์แม่ที่ก่อตัวขึ้น
แม้จะมีข้อมูลทั้งหมด แต่บางขั้นตอนของการสังเคราะห์นิวคลีโอสของโนวาก็ยังไม่เป็นที่เข้าใจดีนัก ตัวอย่างคือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ 33 Cl( p,γ ) 34 Ar ซึ่งสร้างธาตุหนักจาก “ธาตุเมล็ด” ที่เบากว่าสองชนิด คือ ออกซิเจนและนีออน ผ่านสายโซ่ของการจับโปรตอนและการสลายตัวของบีตา แม้ว่า ปฏิกิริยา 33 Cl( p,γ ) 34 Ar จะเป็นตัวกำหนดอัตราส่วนของไอโซโทปกำมะถันในเมล็ดอุกกาบาตก่อนสุริยะ ความไม่แน่นอนอย่างมากในกระบวนการฟิสิกส์นิวเคลียร์ที่ไม่มีข้อจำกัดในการทดลองหลายขั้นตอนทำให้ยากต่อการใช้ข้อมูลอัตราส่วนไอโซโทปเพื่อกำหนดวิธีการ อุกกาบาตที่กำหนดเกิดขึ้น
สเปกโตรสโคปีของรังสีแกมมาโดยละเอียดของ34 Ar
ทีมงานที่นำโดยนักฟิสิกส์จากArgonne National LaboratoryในสหรัฐอเมริกาและUniversity of Surreyในสหราชอาณาจักร ได้ทำการประมาณการที่ดีที่สุดในอัตราส่วนของไอโซโทป32 S/ 33 S ที่ผลิตใน 33 Cl( p,γ ) 34 Ar ปฏิกิริยา – ผลที่พวกเขากล่าวว่าสามารถนำมาใช้เพื่อระบุที่มาของเมล็ดข้าวพรีโซลาร์ที่พบในอุกกาบาตดึกดำบรรพ์
การตรวจจับสตรอนเทียมยืนยันว่าองค์ประกอบหนัก
ก่อตัวขึ้นในการควบรวมดาวนิวตรอนนักวิจัยได้ผลลัพธ์จากการทิ้งระเบิดเป้าหมายที่12 C ด้วยลำแสง 95 MeV ของไอออน24 Mg ที่ผลิตโดย เครื่องเร่ง ATLASเป็นเวลา 140 ชั่วโมง การทิ้งระเบิดนี้ทำให้เกิดนิวเคลียส 34 Ar, 34 Cl และ34 S ที่ตื่นเต้นซึ่งสลายตัวโดยการเปล่งรังสีแกมมา ด้วยอาร์เรย์ของเครื่องตรวจจับที่เรียกว่าGRETINAนักวิจัยสามารถตรวจจับรังสีแกมมา วิเคราะห์พลังงานของพวกมัน และใช้สเปกตรัมนี้เพื่อกำหนดระดับพลังงานของ34 Ar, 34 Cl และ34 S ที่เกี่ยวข้องกับ33 Cl ( p, γ ) 34ปฏิกิริยาอาร์
ใกล้เคียงกับค่าที่คำนวณตามทฤษฎี“ผลลัพธ์ของเราชี้ไปที่ อัตราส่วน 32 S/ 33 S ในเมล็ดธัญพืชพรีโซลาร์บางตัวที่ใกล้เคียงกับค่าที่คำนวณทางทฤษฎีสำหรับโนวา” สมาชิกในทีมDariusz Seweryniakกล่าวกับPhysics World เขาเสริมว่าอัตราส่วนของไอโซโทปอื่นๆ ในเมล็ดพืชเหล่านี้ยังสามารถใช้เพื่อจำกัดแบบจำลองโนวา และด้วยเหตุนี้การสร้างโลหะหนักในจักรวาล
นักวิจัยซึ่งรายงานงานของพวกเขาในPhysical Review Lettersกล่าวว่าเทคนิคของพวกเขาจะถูกนำมาใช้ในอนาคตอันใกล้นี้เพื่อศึกษาปฏิกิริยาทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์อื่นๆ เช่น59 Cu(p,g) และ59 Cu(p,a) ซึ่งมีความสำคัญเช่นกัน การสังเคราะห์องค์ประกอบหนัก
นักวิจัยในสหรัฐอเมริกาได้ขจัดความไม่เสถียรในกระแสโลหะเหลวเป็นครั้งแรก ทำให้เกิด “สายไฟ” ทรงกระบอกที่ควบคุมได้และคงที่ซึ่งไหลที่อุณหภูมิห้อง Minyung Songและเพื่อนร่วมงานที่ North Carolina State University บรรลุผลโดยการใช้แรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กกับโลหะ ซึ่งช่วยให้พวกเขาลดแรงตึงผิวได้อย่างมาก
เมื่อของเหลวถูกสูบออกจากหัวฉีด โดยปกติแล้วจะลดพลังงานพื้นผิวของพวกมันให้เหลือน้อยที่สุดโดยการแตกเป็นหยด พฤติกรรมนี้เกิดจากความไม่เสถียรของ Rayleigh-Plateau และเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโลหะเหลว ซึ่งมีแรงตึงผิวที่สูงกว่า (และความหนืดที่ต่ำกว่ามาก) อย่างเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับของเหลวที่อุณหภูมิห้อง เช่น น้ำ ผลกระทบของความไม่เสถียรสามารถระงับได้โดยการยิงของเหลวจากหัวฉีดที่ความเร็วสูง แต่สำหรับโลหะ กระแสดังกล่าวมีอายุสั้น และเดินทางต่อไปเพียงเล็กน้อยก่อนจะแตกเป็นหยด
Credit : keibairon.net laconius.net laestrellapalestina.org laquinarderie.org lesdessinateurs.info
