Eski yıldızlar 260’tan fazla protona sahip elementler oluşturabilir

Evrenin ilk yıldızları canavarca yaratıklardı. Yalnızca hidrojen ve helyumdan oluşan bu yıldızlar güneşten 300 kat daha büyük kütleye sahip olabilirler. İçlerinde ilk ağır elementler oluştu ve kısa ömürlerinin sonunda kozmosa atıldılar. Onlar bugün gördüğümüz tüm yıldızların ve gezegenlerin tohumlarıydı. Yeni bir çalışma yayınlandı Bilim Bu eski ataların doğal elementlerden daha fazlasını yarattığını öne sürüyor.

Hidrojen, helyum ve diğer hafif elementlerin birkaç izi dışında çevremizde gördüğümüz atomların tümü, süpernovalar, nötron yıldızlarının çarpışmaları ve yüksek enerjili parçacıkların çarpışmaları gibi astrofiziksel süreçlerle yaratılmıştır. Birlikte, doğal olarak oluşan en ağır element olan Uranyum-238’e kadar daha ağır elementler yarattılar. Uranyum, süpernova ve nötron yıldızı çarpışmalarında, nötronların atom çekirdekleri tarafından hızla yakalanıp daha ağır bir element haline geldiği, r-süreci olarak bilinen süreç yoluyla oluşur. R-süreci karmaşıktır ve nasıl gerçekleştiği ya da üst kütle sınırının ne olabileceği konusunda hala anlamadığımız çok şey var. Ancak bu yeni çalışma, ilk yıldızlardaki r-sürecinin, atom kütleleri 260’tan büyük olan çok daha ağır elementler üretmiş olabileceğini öne sürüyor.

Ekip, Samanyolu’ndaki element bileşiminin iyi anlaşıldığı 42 yıldıza baktı. Daha ağır elementlerin varlığını aramak yerine, tüm yıldızlardaki elementlerin göreceli bolluğuna baktılar. Gümüş ve rodyum gibi bazı elementlerin bolluğunun, bilinen r-süreci nükleosentezinden tahmin edilen bollukla uyuşmadığını buldular. Veriler, bu elementlerin 260’tan fazla atomik kütle biriminden oluşan çok daha ağır çekirdeklerin bozunum kalıntıları olduğunu öne sürüyor.

Hızlı nötron yakalama r-sürecine ek olarak, ağır atom çekirdeği oluşturmanın iki yolu daha vardır: nötron açısından zengin çekirdeklerin protonları yakaladığı p-süreci ve bir çekirdek çekirdeğin bir nötronu yakalayabileceği s-süreci. Ancak bunların hiçbiri uranyumun ötesindeki elementler için gerekli olan kütlenin hızlı bir şekilde birikmesini sağlayamaz. Ve r-süreci nükleosentezinin bu tür elementleri yalnızca hiperkütleli birinci nesil yıldızlarda üretmiş olabileceği görülüyor.

Dolayısıyla çalışma, r-sürecinin uranyumun çok ötesinde elementler yaratabileceğini ve bunu muhtemelen evrenin ilk yıldızlarında da gerçekleştirdiğini öne sürüyor. Bu aşırı ağır elementlerin bazıları için bir kararlılık adası olmadığı sürece, bunlar çoktan bugün gördüğümüz doğal elementlere dönüşmüş olacak. Ancak bunların bir zamanlar var olduğu gerçeği, bilim adamlarının r-sürecini ve sınırlarını daha iyi anlamalarına yardımcı olacak.