Трансурановые элементы древних звезд

И. Иванов

Современная наука уверена, что все мы сделаны из химических элементов, синтезированных в звездах, которые буквально являются фабриками по их производству. Полностью процесс образования атомов еще не понят. Особенно это касается элементов тяжелее железа, в частности трансурановых, в которых число нуклонов исчисляется сотнями. Считают, что он связан с быстрым захватом нейтронов с большой энергией (r-процесс), который происходит в среде, сильно ими обогащенной. Тяжелые элементы радиоактивны и со временем распадаются на части, давая более легкие.

Астрофизики уверены, что реакция захвата происходит при слиянии нейтронных звезд и взрывах некоторых типов сверхновых, в которых рождаются самые тяжелые элементы. Однако реакцию сложно изучать в лабораторных условиях, ее детали неясны, их обычно экстраполируют на основе теоретических представлений.

Процесс захвата нейтронов, который происходит в самых экстремальных условиях космоса, давно изучает профессор физики Университета штата Северная Каролина Ян Рёдерер (Ian Roederer). Он отмечает, что ученые пока даже не знают и всех мест, где происходит быстрый захват, и сколько нейтронов может быть добавлено в образующееся ядро. Ядерщики сегодня не представляют, насколько тяжелым может быть ядро атома.

Поэтому группа профессора решила изучить элементы, образовавшиеся в результате ядерных распадов в 42 старых звездах Млечного Пути. Эти звезды известны тем, что содержат тяжелые элементы, которые по теории родились в процессе нейтронного захвата в предшествовавших им звездах. Чтобы найти новые связи между элементами, образовавшимися в едином процессе, астрофизики изучили коллективную статистику тяжелых элементов старых звезд. Так удалось выявить новые корреляции.

Оказалось, что концентрации элементов вблизи середины Периодической системы, например серебра, палладия, рутения, родия с зарядом ядра 44–47 (массы 99–110), связаны с концентрациями элементов зарядом 63–78 (массы >150). Однако для близких по зарядам элементов с номерами в интервалах 34–42 и 48–62 такой корреляции нет. Ученые считают, что это следствие единого происхождения названных элементов. Это значит, что они являются осколками от деления более тяжелых, пока неизвестных науке элементов с массой не ниже 260, которые появились в результате быстрого нейтронного захвата.

Элементы с таким весом не находили даже при термоядерных взрывах. Их следует искать в космосе, так как по современным представлениям захват нейтронов элементами тяжелее урана должен идти при чудовищных космических взрывах. Открытые закономерности также помогут уточнить физику процесса и особенности образования элементов в звездах. Ученые в который раз отодвинули границу таблицы химических элементов. Статья опубликована в журнале Science.

Разные разности
Память обезьян похожа на человеческую
Наука постоянно добывает все новые и новые факты, подтверждающие сходство людей и обезьян и намекающие на то, что, как минимум, общий предок у человека и обезьяны был. И речь идет не о внешнем сходстве, а о более тонких вещах — о работе мозга.
Камни боли
Недавно в МГУ разработали оптическую методику, позволяющую определить состав камней в живой почке пациента. Это важно для литотрипсии — процедуры, при которой камни дробятся с помощью лазерного инфракрасного излучения непосредственно в почках.
Женщина изобретающая
Пишут, что за последние 200 лет только 1,5% изобретений сделали женщины. Не удивительно. До конца XIX века во многих странах женщины вообще не имели права подавать заявки на патенты, поэтому частенько оформляли их на мужей. Сегодня сит...
Мужчина читающий
Откуда в голове изобретателя, ученого вдруг возникает идея, порой безумная — какое-нибудь невероятное устройство или процесс, которым нет аналогов в природе? Именно книги формируют воображение юных читателей, подбрасывают идеи, из которых выраст...