Meddig tartott a Nap kialakulása? Végre ezt is megmértük!
Egy nemzetközi kutatói együttműködés, köztük a HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet és a Szegedi Tudományegyetem asztrofizikusai megmérték a Nap születésének időskáláját. Eredményeik szerint a Nap viszonylag gyorsan, 10-20 millió év alatt alakult csillaggá a keletkezési területének gázanyagából és nem egymagában született, hanem egy nagy csillagcsaládban.
A vizsgálat során a kutatók először megmérték
a teljesen ionizált tallium ionok bomlását a németországi GSI/FAIR laboratórium speciális részecskegyorsítójának segítségével, majd a kísérlet eredményei alapján ki tudták számítani, mennyi radioaktív ólom (205Pb) keletkezik a csillagok belsejében. A kutatók a keletkező radioaktív ólom mennyisége alapján 10-20 millió év közé eső értéket határoztak meg a Nap szülő-gázanyagból történő kialakulásának időskálájára vonatkozóan – olvasható a HUN-REN CSFK szerdai közleményében.
A kutatók eredményeiket szerdán publikálták a Nature című folyóiratban.
A Nap keletkezésének időskáláját a csillagászok úgy tudják vizsgálni, hogy a Nap szülő-molekulafelhőből való kialakulásának „órájaként” azoknak a hosszú élettartamú, radioaktív atommagoknak a bomlását használják, amelyek más csillagokban keletkeztek még a Nap születése előtt. A Nap születése óta eltelt 4,6 milliárd évben ezek a radioaktív atommagok már elbomlottak, de a meteoritokban kimutatható bomlástermékeikben hátrahagyták lenyomatukat.
A vizsgálat elvégzéséhez az ideális „alany” a radioaktív ólom (205Pb),
az egyetlen radioaktív atommag, amely kizárólag közepes tömegű, a Napnál körülbelül kétszer-négyszer nagyobb tömegű csillagokban képes keletkezni neutronbefogás útján.
A Földön a radioaktív ólom (205Pb) atomok 205Tl (tallium) atommá bomlanak egy atomi elektron befogásával, ami által az egyik protonjuk neutronná alakul át. A csillagokban, ahol a hőmérséklet sokkal magasabb (akár több százmillió Celsius-fok) és az atomokból az összes elektron kiszakadt, a fordított folyamat is végbe tud menni: a 205Tl bomlik 205Pb-re. Ez egy kivételes ritka bomlási mód.
„A két atommag komplex viselkedése miatt a csillagokban keletkező radioaktív ólom mennyiségét csak akkor tudjuk megbecsülni, ha ismerjük, hogy a két atommag egymássá bomlásának sebessége hogyan változik a hőmérséklettel a csillag belsejében. Problémát jelent, hogy ezeket a bomlásokat normál laboratóriumi körülmények között nem lehet mérni, mivel a Földön a tallium stabil”
Ennek az akadálynak az áthidalására
egy, 12 ország 37 intézményének kutatóiból álló csoport megmérte a teljesen ionizált tallium ionok bomlását a németországi GSI/FAIR laboratórium speciális részecskegyorsítójának segítségével. Ehhez a talliumot meg kellett fosztani az összes elektronjától és ebben a különleges állapotban kellett tartani több órán keresztül.
A munkát ezután az asztrofizikusok vették át, köztük a HUN-REN CSFK Csillagászati Intézet és a Szegedi Tudományegyetem kutatói, akik új csillagmodellek számításával megbecsülték, mennyi radioaktív ólom dobódik ki a közepes tömegű csillagokból.
„A bomlási ráták pontosított értékei lehetővé teszik számunkra, hogy nagy bizonyossággal megbecsüljük, mennyi radioaktív ólom (205Pb) keletkezett a csillagokban és jutott a Napunk szülő-gázfelhőjébe”
– ismertette Szányi Balázs, a Szegedi Tudományegyetem Fizika Doktori Iskolájának hallgatója.
„A meteoritokból származtatható radioaktív ólom mennyiséggel összevetve megállapítottuk, hogy a Nap viszonylag gyorsan, 10-20 millió év alatt alakult csillaggá a keletkezési területének gázanyagából. Ez összhangban van ugyanezen csillagokban keletkezett más radioaktív atommagokkal. Ez azt jelenti, hogy a Napunk nem egymagában született, hanem egy nagy csillagcsaládban, számos testvérével együtt, amelyek régen szétszéledtek és elvesztették egymást”
– foglalta össze a közleményben Maria Lugaro, a Csillagászati Intézet kutatója.
„Az úttörő kísérleti berendezések,
a világ magfizikai és asztrofizikai kutatócsoportjainak interdiszciplináris együttműködése és rengeteg kemény munka segíthet megérteni a csillagok belsejében zajló nukleáris folyamatokat. Az új kísérletünk feltárta azon 4,6 milliárd évvel ezelőtti események időskáláját, amelyek a Napunk kialakulásához vezettek” – emeli ki Guy Leckenby, a kanadai nemzeti részecskegyorsító központ (TRIUMF) PhD-hallgatója és a publikáció első szerzője.
A kutatók munkájukat elhunyt kollégáik, Fritz Bosch, Roberto Gallino, Hans Geissel, Paul Kienle, Fritz Nolden, and Gerald J. Wasserburg emlékére ajánlják, akik több évtizeden át támogatták ezt a kutatást.
Forrás: MTI | Illusztrációk: Pixabay
Előre is köszönjük, ha megosztod ezt a cikket másokkal is!
Hozzászólásokhoz gördülj a kapcsolódók alá!
Kedves olvasó,
ha nem vagy még támogató, lépj be a Klubba ITT. Csupán havi két kiló kenyér áráért elérsz minden támogatói tartalmat. Alkalmi támogatásra Paypalon keresztül van lehetőség (kattints a kis gombra!).
Ha egyik mód sem megfelelő, de szeretnéd támogatni a Cenwebet és a rezervátumot, akkor keress minket mailben a centauri16@gmail.com címen. Segítségedet előre is köszönjük!
még több csillagászat
