Berita Utama

Berita tentang Indonesia

Lubang hitam seperti “pabrik emas” – piringan akresi di sekitar lubang hitam dapat menghasilkan elemen berat

Pembentukan elemen kosmik: lubang hitam bintang bisa menjadi situs pembentukan emas dan elemen berat lainnya yang telah lama ditunggu-tunggu. Karena dalam piringan akresi di sekitar lubang-lubang ini terdapat cukup neutron bebas berenergi tinggi untuk menghasilkan elemen-elemen ini melalui penangkapan neutron yang cepat, sebuah simulasi model sekarang menyarankan. Jadi, kandidat untuk pabrik emas kosmik ini adalah lubang hitam dari tabrakan bintang neutron, tetapi juga dari hipernova.

Hampir semua elemen tabel periodik tidak muncul lama setelah Big Bang – dengan pembentukan bintang-bintang pertama di alam semesta. Tidak sampai fusi nuklir di dalam hidrogen dan helium meleleh menjadi atom yang lebih besar, termasuk besi. Bahkan untuk unsur yang lebih berat, di sisi lain, proses penangkapan neutron diperlukan. Neutron bebas harus bertabrakan dengan atom, terkadang berubah menjadi proton dan dengan demikian membentuk elemen baru.

Ketika bintang-bintang neutron bertabrakan, unsur-unsur berat terbentuk, seperti yang ditunjukkan oleh data spektroskopi. © Universitas Warwick/Mark Garlick/CC-by-sa 4.0.0 Memperbarui

Di mana sisa pabrik elemen?

Untuk emas, platina, uranium dan elemen berat lainnya, biasa, penangkapan neutron lambat Tapi tidak lepas. Mereka dapat muncul hanya jika neutron bebas memiliki energi minimum tertentu – mereka dilepaskan, antara lain, dalam tumbukan bintang neutron. Pada tahun 2017, para astronom berhasil untuk pertama kalinya dalam tabrakan seperti itu trek pertama Dari Gold & Co. hingga Bukti, 2019 Sudah dikonfirmasi Dengan analisa yang lebih detail.

Namun, ada terlalu sedikit tabrakan bintang neutron di alam semesta untuk menjelaskan jumlah penuh elemen berat di alam semesta. Emas, misalnya, datang flima kali lebih banyak Di galaksi kita terlalu banyak hanya dengan pola formasi ini, para peneliti menghitung pada tahun 2020. Jadi mereka menduga energinya terlalu tinggi hipernova Bintang neutron yang runtuh dan lubang hitam yang dihasilkan memungkinkan neutron diambil dengan cepat.

READ  Bagian baru dari Tur Taktik Goofy telah diumumkan untuk Switch

Lubang hitam di cakrawala

Oliver Just dari Pusat Penelitian Ion Berat GSI Helmholtz di Darmstadt dan rekan-rekannya kini telah mengidentifikasi lubang hitam mana yang dapat dianggap sebagai pabrik elemen dan bagaimana cakram akresinya harus dirancang. “Dalam penelitian kami, kami secara sistematis memeriksa tingkat konversi neutron dan proton untuk sejumlah besar konfigurasi disk menggunakan simulasi komputer yang kompleks,” Just menjelaskan.

Hasilnya: pada kenyataannya, piringan akresi dari beberapa lubang hitam memiliki kondisi yang baik untuk pembentukan elemen terberat melalui penangkapan cepat neutron. Karena ada cukup neutron cepat sehingga mereka dapat bertabrakan dengan atom dan membentuk elemen baru, para peneliti melaporkan.

Blok disk sangat penting

Namun, ada juga batasan: “Yang penting adalah massa total pelat. Semakin besar piringan, semakin banyak neutron, proton terbentuk dengan menangkap elektron dan memancarkan neutrino, dan dengan demikian tersedia untuk sintesis elemen berat menggunakan r proses.” Lebih banyak neutron diubah menjadi proton. Maka keluarga neutron tidak akan memiliki pasokan yang memadai. Tim menemukan bahwa massa piringan optimal untuk pabrik elemen berkisar antara 0,01 hingga 0,1 massa matahari.

Ini menegaskan bahwa lubang hitam yang tercipta setelah bintang-bintang neutron bertabrakan sebenarnya bisa menjadi “pabrik” yang baik untuk emas, platinum, dan sejenisnya. Sebab, menurut Jost dan rekannya, banyak di antara mereka yang memiliki piringan akresi dalam rentang massa ini. Tetapi juga lubang hitam yang disebabkan oleh hipernova secara teori dimungkinkan – ledakan bintang di mana sebuah bintang pertama-tama menjadi bintang neutron dan kemudian runtuh karena aliran materi lebih lanjut ke dalam lubang hitam. Namun, aliran materi harus relatif tinggi, para peneliti melaporkan.

Banyak pertanyaan yang belum terjawab

Jadi lubang hitam dan piringan akresinya bisa menjadi tempat di alam semesta tempat unsur-unsur terberat berasal dan terus muncul. Pemodelan yang dilakukan Just dan timnya sekarang telah membantu menjelaskan setidaknya beberapa fitur dan persyaratan untuk pabrik barang ini. Namun, seperti yang juga ditekankan para peneliti, pencarian situs penangkapan neutron cepat baru saja dimulai dan masih banyak pertanyaan yang belum terjawab. (Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society, 2021; doi: 10.1093/mnras/stab2861)

READ  Whatsapp untuk Android menerima inovasi penting untuk transmisi obrolan

Sumber: Pusat Penelitian Ion Berat GSI Helmholtz