مگر نه اینکه قدرت عنصرسازی ستاره ها محدود است و در ابرنواخترها هم عناصری تا عدد اتمی خاصی به وجود می‌آیند پس چرا طلا، اورانیوم و عناصر سنگین‌تر در زمین یافت می‌شوند؟

پاسخ اختصاصی به کانوت:

دکتر نجوم و اخترفیزیک، پژوهشگر در زمینه‌ی تولد ستاره‌ها و قرص‌های برافزایشی

GRB_illustration

البته این طور نیست که قدرت عنصرسازی ستاره‌ها محدود باشد. این درست است که چرخه‌های هسته‌ای پروتون-پروتون، کرین-نیتروژن-اکسیژن و سه-آلفا در نهایت به شکل‌گیری عنصر آهن می‌انجامند و این عنصر دیگر نمی‌تواند در فرایند گداخت شرکت کند؛ فرایندهای دیگری در ادامه می‌توانند رخ دهند که پیدایش عناصر سنگین‌تر از آهن را باعث می‌شوند. بیشتر عناصر سنگین‌تر از آهن به دنبال فرایندی موسوم به گیراندازی نوترون شکل گرفتند. همان‌طور که می‌دانیم نوترون از نظر الکتریکی خنثی است، در نتیجه برایش این امکان وجود دارد که وارد هسته‌ای شود و به نوعی خودش را در میان بقیه نوترون‌ها و پروتون‌های هسته جا دهد. البته این طور نیست که همواره چنین اتفاقی می‌تواند رُخ دهد. در واقع احتمال چنین رویدادی به عدد جرمی هسته و انرژی جنبشی نوترون ورودی بستگی دارد. یک هسته پس از گیراندازی یک نوترون، به هسته‌ای سنگین‌تر تبدیل می‌شود که ممکن است ناپایدار باشد و واپاشی بتا کند؛ یعنی در این هسته‌ی ناپایدار جدید یک نوترون به پروتون تبدیل می‌شود. در نیتجه هسته‌ی ناشی از واپاشی، از هسته‌ی پیش از ورود نوترون سنگین‌تر است. البته توجه داریم که در حین این فرایند نوترینو الکترون و الکترون هم تولید می‌شوند.

بسته به مقدار شار نوترون‌های ورودی، دو نوع سازوکار گیراندازی نوترون وجود دارد. اگر شار نوترون آن قدر کم باشد که هر واپاشی بتا، قبل از گیراندازی نوترون بعدی بتواند رُخ دهد؛ در این صورت این را فرایند نوع s می‌نامیم. محاسبات دقیق نشان می‌دهند که بیشتر هسته‌های پایدار تا عدد جرمی ۲۱۰ به دنبال همین فرایند s به وجود آمدند. در مقابل اگر شار نوترون ورودی آن قدر زیاد باشد که واپاشی‌ها بتا آن قدر زمانی کافی، قبل از گیراندازی نوترون بعدی نداشته باشند؛ در این صورت به این فرایند نوع r می‌گویند. بدیهی است فرایند r به پیدایش ایزوتوپ‌هایی می‌انجامد که از نظر تعداد نوترون غنی باشند. در طول عمر عادی یک ستاره، شار نوترون آن قدر هست که فرایند s اتفاق افتد. اما حداقل شار نوترون لازم برای فرایند r حدود ۱۰۲۲ ذره بر سانتی‌متر مکعب است که آن قدر بزرگ است که در طول حیات عادی یک ستاره تولید نمی‌شود. فعلاً تنها جایی که می‌توان چنین شار عظیم نوترون را انتظار داشت نزدیک ستاره‌ی نوترونی است که پس از انفجار ابرنواختری شکل می‌گیرد. البته پس از کاهش شار نوترون ورودی، فرایند r هم متوقف می‌شود. به نظر می ‌رسد عناصر سنگینی نظیر اورانیوم، توریوم و پلوتونیوم به دنبال همین فرایند r به وجود آمدند.

البته فرایند دیگری هم موسوم به فرایند p وجود دارد که در انفجارهای ابرانوختری عمل می‌کند و این هم می‌تواند به پیدایش عناصر سنگین البته با فراوانی بسیار کم تر بیانجامد که در این جا وارد جزئیات این فرایند نمی‌شویم. برای اطلاعات تخصصی بیشتر می‌توانید به مقاله زیر مراجعه کنید:

Seeger, P.A., Fowler, W.A., Clayton, D.D. (1965): Astrophysical Journal Supplement, 11, 121

 

  • ضمن تقدیر از ارائه پاسخ توسط جناب دکتر شادمهری ذهن سوال کننده محترم را به نکاتی تکمیلی جلب می نمایم.
    از آنجا که ابر میان ستاره ای اولیه در سیستم محلی اوریون با تراکم خود منجر به تشکیل خورشید و منظومه شمسی شده است مدل ها و تحلیل های فرایند تشکیل زمین و سیارت موارد زیر را نشان می دهد :
    ۱- براساس نظریه بیگ بنگ ماده اولیه تشکیل دهنده ستارگان تشکیل شده در زمانهای دورتر از ۵الی ده میلیارد سال قبل هیدروژن وهلیم بوده است.
    ۲- بدنبال تشکیل ستارگان غول پیکر در مراحل یادشده تعدادی از ستارگان تبدیل به نواختر و ابرنواختر شده اند .
    ۳-ابرنواختران بعنوان اهدا کنندگان عناصر سنگین به جهان با تشکیل هسته های عناصر سنگین و پرتاب آن با سرعت ۱۰۰۰کیلومتر در ثانیه این عناصر را در ابرهای میان ستاره ای مثل ابر اوریون پخش کرده اند
    ۴- حدود سه الی ۴درصد ترکیبات ابرهایی پنج الی ده میلیارد سال پیش تشکیل گردیده اند از عناصر سنگین تر از هلیم ولیتیم تشکیل یافته است.
    ۵-هسته سیارات غول و یخی و کل جرم سیارات خاکی که برخی دارای هسته آهنی هستند از عناصر سنگین تشکیل گردیده است.
    ۶-براساس تحلیل و مدلی که در مقاله اینجانب تحت عنوان “A Case Study on the Effects of the Solar Wind and Solar CNO Cycle on the Formation of Jovian Planets and Comets”ارائه داده ام
    سیارات خاکی و عناصر سنگین منظومه شمسی بدلیل مقارنه مستقیم سیستم نوزاد منظومه شمسی که خورشید در حالت تی -ثوری بوده با ابر در حال انبساط ستاره ابرنواختر درحال انفجار بوجود آمده اند.
    -در ارتباط با عناصر سنگین تر از آهن در ستارگان ابرنواختر دقت داشته باشید که قدرت فشار انقباضی ستاره در حالت کاهش دمای ناشی از تشکیل هسته آهن به حدی است که مغزه نوترونی را بوجود می آوردبنابراین با تصور فشار فوق العاده درونی ستاره امکان تشکیل هسته های سنگین تر بسیار محتمل است .
    در حالت کلی برای روشن شده مطلب این نکته را یاد آورم می شویم که لایه مربوط به هسته آهن کل ماده درونی ستاره را شامل نمی شود بلکه قشری از لایه های کروی درون ستاره در حال انفجار هسته آهن و پائین تر و بالاتر از آن که فشار کمتر و بیشتر و دما متفاوت است هسته های دیگر شکل می گیرد والا ابرخرچنگی که الان بیش از یک پارسک انبساط یافته کلا از تشکیل یافته بود که مشاهده می کنیم چنین نیست.

  • ابرخرچنگی که الان بیش از یک پارسک انبساط یافته کلا از آهن تشکیل یافته بود

  • اکبر محمدزاده

    سطر سوم منظور سحابی محلی که خورشید و قنطورس از آن بوجود آمده -عبارت اوریون حذف –

تمام حقوق این سایت برای © 2017 پرسش و پاسخ محفوظ است. خدمتی از کانون نگارش و ترجمه کانوت
قدرت گرفته از وردپرس فارسی