חוקרים גילו קצב מהיר יותר של ייצור סידן בכוכבים על ידי שימוש בגישה חדשה שבה פרוטון מחובר לגרעין דאוטריום, מה שמקל על היתוך אשלגן-מימן. קרדיט: twoday.co.il.com
ניסויים חדשים הוכיחו שכוכבים ממירים אשלגן ומימן לסידן בקצב מהיר פי 13 ממה שחשבו בעבר.
תגלית זו, שנגזרת מתגובת הפשטת פרוטונים 39K(3He,d)40Ca, שופכת אור על ההרכב הכימי החריג של NGC 2419 ומשפרת את דיוק של דגמי כוכבים.
גילוי תגובת כוכבים פורץ דרך
לראשונה, חוקרים הגבילו את הקצב שבו כוכבים הופכים אשלגן ומימן לסידן באמצעות ניסויים. תגובות אלו נדירות במסגרות מעבדה. לכן החוקרים השתמשו בגישה חדשה: הם חיברו פרוטון לגרעין דויטריום. תמרון זה איפשר היתוך הדוק יותר של הפרוטון עם אשלגן, וכתוצאה מכך אות מוגבר למדידה. באמצעות ממצאים אלה, המדענים קבעו את קצב ייצור הסידן בכוכבים, וחשפו שהוא מהיר פי 13 ממה שהוערך בעבר.
תמונת טלסקופ החלל האבל של הצביר הכדורי NGC 2419, אוסף כוכבים המקיפים את שביל החלב במרחק של כ-300,000 שנות אור מכדור הארץ. קרדיט: ESA/האבל ונאס"א, S. Larsen et al.
פותרים את המסתורין של NGC 2419
NGC 2419 הוא צביר כדורי המקיף את שביל החלב זה נראה בקבוצת הכוכבים Lynx. הוא מכיל אשלגן ומגנזיום ביחסים שאינם נמצאים באשכולות כדוריים דומים אחרים. עד כה לא הצליחו מדענים למצוא את המקור לדפוס הבלתי צפוי הזה. עם זאת, אי ודאויות קודמות בתגובות היתוך אשלגן-מימן הפריעו לתחזיות של מודלים כוכביים. מחקר חדש זה מציע תובנות ניסיוניות חיוניות המאפשרות למודלים מעודנים של כוכבים לחקור את המוזרויות של NGC 2419.
טכניקות מתקדמות בפיזיקה גרעינית
במחקר זה, החוקרים השתמשו בהפשטת הפרוטונים 39K(3הוא, ד)40כ 39K+3הוא40Ca+2תגובה H לאכלוס מצבים לא קשורים לפרוטונים ב 40Ca במעבדה הגרעינית של אוניברסיטאות המשולש. הספקטרוגרף המפוצל של Enge ברזולוציה גבוהה שימש למדידת דוטרונים יוצאים 40מצבים נרגשים של Ca, ומודלים של תגובה גרעינית שימשו כדי לחלץ את טבעם המכאני הקוונטי.
השלכות על כימיה של כוכבים
הניסוי אפשר לחוקרים לצפות לראשונה בכמה מצבים התואמים לתהודה של פרוטונים ב- 39מערכת K + p. החוקרים השתמשו אז באנרגיות של המדינות ובגורמים ספקטרוסקופיים של פרוטונים כדי לחשב את קצב 39K + p 40תגובה Ca בכוכבים. השיעור נמצא גבוה פי 13 מהערכות קודמות, עם אי הוודאות קטנות פי 42. תוצאות אלו אומרות שניתן לייצר את ה-Mg-K אנטי-קורלציה בטמפרטורות נמוכות ממה שהניחו בעבר.
עבודה זו נתמכת על ידי משרד המדע של משרד האנרגיה (DOE), משרד הפיזיקה הגרעינית. הוא בוצע במעבדה הגרעינית של אוניברסיטאות המשולש, מרכז מצוינות של DOE.
