Iz Astronomy Izdanje Prosinac 2020.

Brandon Chang, Hong Kong P: Budući da je najteži element proizveden nuklearnom fuzijom željeza, kako nastaju elementi poput zlata i urana?

Darach Watson, izvanredni profesor, Institut Niels Bohr, Sveučilište u Kopenhagenu, Danska O: Najlakši elementi u svemiru - vodik, helij i malo litija - rođeni su ubrzo nakon Velikog praska. Teži elementi, sve do željeza, iskovani su kasnije, u srcima zvijezda i u supernovama. Međutim, gledajući periodni sustav, vidimo da to ostavlja dvije trećine formacije elemenata još uvijek neobjašnjenim.

Dakle, kako nastaju?

Većinu ovih "teških elemenata" stvaraju atomske jezgre koje hvataju neutrone. Postoje dva oblika ovog procesa hvatanja neutrona: brzi proces (r-proces) i spori proces (s-proces). S-proces uglavnom proizvodi lakše elemente do olova i bizmuta na periodnom sustavu, dok r-proces tipično proizvodi elemente teške poput urana. Postoji značajno preklapanje u proizvedenim elementima, ali neki se elementi stvaraju isključivo jednim ili drugim postupkom - na primjer, zlato, platina i uran se proizvode samo putem r-procesa.

Do ranih 1970-ih, znanstvenici su znali da se s-proces događa u omotačima zvijezda male mase na kraju njihova života. Međutim, tek smo nedavno mogli odrediti gdje se r-proces odvija. 2019. smo prvi put otkrili svježe proizvedeni element r-procesa nakon spajanja dviju neutronskih zvijezda. Kada se neutronske zvijezde spoje, one izbacuju nekoliko posto svoje mase - oko 10 milijuna zemaljskih masa - kao materiju bogatu neutronima. Unutar djelića sekunde, ova izbačena masa pretvara se u radioaktivnu vatrenu kuglu najtežih elemenata kroz r-proces. Ti su elementi raspršeni u međuzvjezdani prostor, sijajući plinske oblake i na kraju tvoreći zvijezde i planete s elementima u njima.

Istraživanja u ovom području su u tijeku - čini se vjerojatnim, na primjer, da se r-proces događa i drugdje u svemiru, najvjerojatnije u neobičnoj vrsti supernove. Međutim, vjerujemo da je većina elemenata r-procesa nastala spajanjem neutronskih zvijezda. Dakle, kada u rukama držite komad zlatnog ili platinastog nakita, držite djelić onoga što je nekoć bila neutronska zvijezda.