כסף בחלל
אסטרונומים פענחו מתכון גרעיני לחישול המתכת היקרה בעת התפוצצות של כוכב
14/10/2012 14:59 | מאת: אנדרו פזקאש, חדשות נשיונל ג'יאוגרפיק
ידוע זה זמן רב כי מתכות ארציות כמו זהב וכסף חושלו בהתפוצצויות של סופרנובות, אך מקורן המדויק של המתכות נותר בגדר תעלומה. כעת זיהה מחקר חדש מתכון גרעיני ייחודי להיווצרותו של כסף בחלל.
ידוע כי היסודות הקלים הנפוצים ביותר, כגון מימן והליום, נוצרו במפץ הגדול. לעומתם, יסודות כבדים יותר, כמו פחמן וחמצן, נוצרו בתוך כוכבים דרך היתוך גרעיני. לשם היווצרותן של מתכות כבדות נדירות כמו זהב וכסף, נדרשות סביבות הכוכבים הקיצוניות ביותר, הקיימות רק בזמן התפוצצויות של כוכבים מסיביים (כוכבים שמסתם גדולה לפחות פי תשע ממסת השמש) או סופרנובות. לדבריה של מובילת המחקר, קמילה הנסן, אסטרונומית באוניברסיטת היידלברג בגרמניה, כשהכוכבים הענקיים האלה מתים ומתפוצצים הם פולטים חומרים חדשים לחלל, וחומרים אלה הם המקור של רוב יסודות המתכות הכבדות בכדור הארץ.
כדי להצביע על דרך היווצרותו המדויקת של היסוד כסף, השתמש צוותה של הנסן במודל ממוחשב ובתצפיות על יותר מ-70 כוכבים מסיביים. הצוות ניתח אורכי גל של אור כדי לפענח את הרכבם הכימי של הכוכבים. "הכמות של כל יסוד קשורה ישירות לחוזק הקווים הספקטרליים, אשר קשור לטמפרטורת הכוכב," הסבירה הנסן.
החוקרים הסיקו כי ייצור היסוד כסף מתרחש בכוכבים מסיביים פחות מאלה המייצרים את היסוד זהב, ובאמצעות סוג שונה לגמרי של היתוך גרעיני, הנקרא תהליך R חלש. התגלית אפשרה לצוות לאפיין את המתכות שסוגים מסוימים של סופרנובות מסוגלים ליצור. "כוכבים עם מסות הגבוהות פי שמונה או תשע מזו של השמש עשויים להתפוצץ בסוף חייהם כסופרנובות חיוורות בעלות מסה נמוכה, וליצור יסודות שהמספר האטומי שלהם אינו גדול מזה של היסודות פלדיום וכסף," אמרה. "יתרה מזאת, נראה כי תהליך ה-R החלש הזה יכול להיות קשור לסופרנובות בעלות מסות נמוכות בהרבה מכפי שחשבנו קודם."
בעת שכמות המתכת הנפלטת על ידי כוכב בודד עשויה להיות די נמוכה – אחד חלקי מיליארד מהמסה המקורית של הכוכב – ייתכן שהסופרנובות מייצרות הכסף הללו נפוצות יותר מבנות דודן הגדולות יותר, מייצרות הזהב. הפער הקוסמי, אמרה הנסן, עשוי להסביר מדוע מתכת הכסף נפוצה יותר על פני כדור הארץ מאשר הזהב.
המחקר פורסם בכתב העת Astronomy & Astophysics
לכל החדשות »
להצטרפות למינוי »ידוע כי היסודות הקלים הנפוצים ביותר, כגון מימן והליום, נוצרו במפץ הגדול. לעומתם, יסודות כבדים יותר, כמו פחמן וחמצן, נוצרו בתוך כוכבים דרך היתוך גרעיני. לשם היווצרותן של מתכות כבדות נדירות כמו זהב וכסף, נדרשות סביבות הכוכבים הקיצוניות ביותר, הקיימות רק בזמן התפוצצויות של כוכבים מסיביים (כוכבים שמסתם גדולה לפחות פי תשע ממסת השמש) או סופרנובות. לדבריה של מובילת המחקר, קמילה הנסן, אסטרונומית באוניברסיטת היידלברג בגרמניה, כשהכוכבים הענקיים האלה מתים ומתפוצצים הם פולטים חומרים חדשים לחלל, וחומרים אלה הם המקור של רוב יסודות המתכות הכבדות בכדור הארץ.
כדי להצביע על דרך היווצרותו המדויקת של היסוד כסף, השתמש צוותה של הנסן במודל ממוחשב ובתצפיות על יותר מ-70 כוכבים מסיביים. הצוות ניתח אורכי גל של אור כדי לפענח את הרכבם הכימי של הכוכבים. "הכמות של כל יסוד קשורה ישירות לחוזק הקווים הספקטרליים, אשר קשור לטמפרטורת הכוכב," הסבירה הנסן.
החוקרים הסיקו כי ייצור היסוד כסף מתרחש בכוכבים מסיביים פחות מאלה המייצרים את היסוד זהב, ובאמצעות סוג שונה לגמרי של היתוך גרעיני, הנקרא תהליך R חלש. התגלית אפשרה לצוות לאפיין את המתכות שסוגים מסוימים של סופרנובות מסוגלים ליצור. "כוכבים עם מסות הגבוהות פי שמונה או תשע מזו של השמש עשויים להתפוצץ בסוף חייהם כסופרנובות חיוורות בעלות מסה נמוכה, וליצור יסודות שהמספר האטומי שלהם אינו גדול מזה של היסודות פלדיום וכסף," אמרה. "יתרה מזאת, נראה כי תהליך ה-R החלש הזה יכול להיות קשור לסופרנובות בעלות מסות נמוכות בהרבה מכפי שחשבנו קודם."
בעת שכמות המתכת הנפלטת על ידי כוכב בודד עשויה להיות די נמוכה – אחד חלקי מיליארד מהמסה המקורית של הכוכב – ייתכן שהסופרנובות מייצרות הכסף הללו נפוצות יותר מבנות דודן הגדולות יותר, מייצרות הזהב. הפער הקוסמי, אמרה הנסן, עשוי להסביר מדוע מתכת הכסף נפוצה יותר על פני כדור הארץ מאשר הזהב.
המחקר פורסם בכתב העת Astronomy & Astophysics
תגובות