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Una nuova fonte d’oro è stata scoperta nel posto meno atteso dell’universo: insegnami la scienza

L’oro è uno dei metalli più desiderabili al mondo, ma la sua produzione da metalli pesanti come oro, torio e uranio richiede condizioni attive come esplosioni stellari o collisioni tra stelle di neutroni. Ciò significa che tutti gli elementi pesanti sulla Terra si sono formati in condizioni estreme in ambienti astrofisici.

Oggi gli astrofisici hanno una comprensione incompleta di come si formano gli elementi più pesanti del ferro. I ricercatori sono incuriositi dalla domanda su quale di questi eventi astrofisici crei le giuste condizioni per la formazione di elementi pesanti. sorprese, Nuovo studio Mostra che questi elementi possono formarsi nei dischi di accrescimento dei buchi neri.

Il disco di accrescimento è chiamato il caos circolare che circonda un buco nero attivo appena nato mentre ingoia polvere e gas dallo spazio circostante. In questi ambienti difficili, l’alto tasso di emissione di neutrini dovrebbe facilitare la conversione dei protoni in neutroni, il che potrebbe portare ad un aumento di questi ultimi, necessari solo per il processo che produce elementi pesanti.

“Nel nostro studio, abbiamo studiato sistematicamente per la prima volta i tassi di conversione di neutroni e protoni di un gran numero di configurazioni di dischi utilizzando complesse simulazioni al computer e abbiamo scoperto che i dischi sono molto ricchi di neutroni purché vengano soddisfatte determinate condizioni”. spiegare Dr. Oliver Just, del Relativistic Astrophysics Group nella GSI Theory Research Division.

basta dire Quello: il fattore determinante è la massa totale del disco. “Più grande è il disco, più neutroni formano protoni per cattura di elettroni sotto emissione di neutrini e sono disponibili per la sintesi di elementi pesanti tramite il processo r”.

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Al contrario, se la massa del disco è molto elevata, la reazione inversa gioca un ruolo più importante, per cui i neutrini vengono recuperati in misura maggiore dai neutrini prima di lasciare il disco. Questi neutrini si riconvertono in protoni, rendendo difficile la cattura veloce dei neutroni, o il processo r.

Lo studio indica che la massa ottimale del disco per diventare una fabbrica di oro e altri materiali pesanti varia tra 0,01 e 0,1 masse solari. Poiché al momento non è chiaro se e con quale frequenza questi dischi di accumulo si verificano nei sistemi collassati, la ricerca è ancora inconcludente.

“Questi dati sono attualmente insufficienti. Ma con la prossima generazione di acceleratori, come il Proton and Ion Research Facility (FAIR), sarà possibile misurarli con una precisione senza precedenti in futuro”. Egli ha detto L’astrofisico Andreas Bauswein del GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research.

È noto che all’interno delle stelle si producono grandi quantità di elementi, ma quando si passa a elementi più pesanti del ferro si ricorre a eventi letteralmente catastrofici. Gli eventi più pericolosi si verificano durante la nascita dei buchi neri. Tuttavia, gli astrofisici non sono sicuri di quali siano le condizioni effettivamente presenti, a parte i contributi relativi di queste condizioni all’abbondanza complessiva di elementi pesanti nell’universo.

Il team ha svolto molto lavoro, utilizzando simulazioni per determinare se è davvero così. Potremmo chiamarlo retoricamente il momento magico in cui astrofisica e informatica si uniscono per tracciare la storia delle cose che abbiamo in comune oggi, ma come abbiamo visto, ha le sue origini in eventi cosmici in cui include anche buchi neri esotici.

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La ricerca è stata pubblicata in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.

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