ความลึกลับว่าธาตุหนักเช่นทองคำและเงินมาจากไหนนั้นลึกซึ้งยิ่งขึ้นกับกลุ่มวิจัยที่ขัดแย้งกันว่าการควบรวมดาวนิวตรอนแบบไบนารีสามารถอธิบายความอุดมสมบูรณ์ขององค์ประกอบเหล่านั้นในจักรวาลได้หรือไม่ เมื่อวันที่ 17 สิงหาคม 2017 เครื่องตรวจจับ LIGO และ Virgo ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วง นักดาราศาสตร์หันกล้องดูดาวไปทางแหล่งกำเนิดคลื่นอย่างรวดเร็ว
สังเกตการเรืองแสงของกิโลโนวา ซึ่งเป็นการชนกัน
ของดาวนิวตรอน 2 ดวง ในกาแลคซีที่อยู่ห่างออกไป 140 ล้านปีแสงแสงของกิโลโนวาถูกขับเคลื่อนโดยการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของธาตุหนักจำนวนมากที่เกิดขึ้นจากการดักจับนิวตรอนอย่างรวดเร็ว (“กระบวนการ r”) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ทีมที่นำโดยDarach Watsonจากสถาบัน Niels Bohr แห่งมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนระบุเส้นสเปกตรัมของสตรอนเทียมในแสงของกิโลโนวา
ชนกันพอดีขณะนี้เป็นที่แน่ชัดแล้วว่าการชนกันของดาวนิวตรอนทำให้เกิดองค์ประกอบ r-process เช่น สตรอนเทียม ยูโรเพียม เงิน และทอง อย่างไรก็ตาม การถกเถียงยังคงดำเนินต่อไปว่ามีการชนกันดังกล่าวมากพอที่จะทำให้เกิดความอุดมสมบูรณ์ขององค์ประกอบเหล่านั้นที่เราสังเกตเห็นในจักรวาลหรือไม่
ในบทความที่ส่งไปยังMonthly Notices of the Royal Astronomical Societyนักดาราศาสตร์ที่นำโดย Irina Dvorkin แห่งInstitut d’Astrophysique de Parisได้ศึกษาวิธีที่สื่อระหว่างดวงดาวได้รับการเสริมคุณค่าในองค์ประกอบกระบวนการ r และสรุปว่าการควบรวมดาวนิวตรอนแบบไบนารีเป็นแหล่งที่มาหลัก ขององค์ประกอบเหล่านี้ในสภาพแวดล้อมที่โดยทั่วไปมีองค์ประกอบหนักในระดับต่ำ บริเวณเหล่านี้รวมถึงรัศมีของทางช้างเผือก ดาราจักรแคระ และเอกภพยุคแรก แม้ว่าแบบจำลองของพวกเขาไม่ได้เน้นไปที่สภาพแวดล้อมที่มีองค์ประกอบหนักมาก เช่น ดิสก์ของทางช้างเผือก แต่พวกเขาเสนอว่าการควบรวมดาวนิวตรอนแบบไบนารีอาจเป็นแหล่งกำเนิดที่สำคัญเช่นกัน
เหตุผลประการหนึ่งสำหรับข้อสรุปนี้
คือความแปรผันที่สังเกตพบในอัตราส่วนของความอุดมสมบูรณ์ของธาตุ r-process เมื่อเทียบกับธาตุกลุ่มเหล็ก ซึ่งก่อตัวในซุปเปอร์โนวา หากองค์ประกอบกระบวนการ r ก่อตัวขึ้นในซุปเปอร์โนวาด้วย เราก็คาดว่าพวกมันจะมีอัตราส่วนคงที่ที่สัมพันธ์กับองค์ประกอบกลุ่มเหล็ก แต่มีการกระจายขนาดใหญ่ที่สังเกตพบในอัตราส่วนของกลุ่มองค์ประกอบทั้งสองซึ่งหมายถึงต้นกำเนิดที่แตกต่างกัน
ไทม์สเกลยาวเกินไป
อย่างไรก็ตาม ข้อสรุปนี้ถูกโต้แย้งโดยบทความในThe Astrophysical JournalโดยChiaki Kobayashiจาก University of Hertfordshire และทีมงาน โคบายาชิและเพื่อนร่วมงานได้สร้างแบบจำลองที่อธิบายที่มาขององค์ประกอบทุกอย่างในจักรวาลว่าเป็นหน้าที่ของเวลาและสิ่งแวดล้อม พวกเขาได้ข้อสรุปว่าสเกลเวลาของดาวนิวตรอนคู่ที่ก่อตัวจากซุปเปอร์โนวาแล้วหมุนวนจนเกิดการชนกันนั้นยาวเกินไปที่จะอธิบายความอุดมสมบูรณ์ขององค์ประกอบกระบวนการ r ที่สังเกตได้
“ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเอกสารของเรากับ Dvorkin และคณะ กระดาษเป็นการหน่วงเวลาของเหตุการณ์การรวมตัวของดาวนิวตรอน” โคบายาชิบอกกับPhysics World หลังจากการก่อตัว ดาวนิวตรอนคู่อาจต้องใช้เวลาหลายพันล้านปีในการเข้าใกล้พอที่จะชนกัน อย่างไรก็ตาม ดาวคู่นิวตรอนบางดวงอาจรวมตัวเร็วกว่ามาก ตัวอย่างเช่น PSR J0737-3039 ซึ่งเป็นพัลซาร์คู่เพียงคู่เดียวที่ค้นพบจนถึงขณะนี้ เป็นระบบดาวนิวตรอนคู่ที่ค่อนข้างใหม่ซึ่งจะรวมเข้าด้วยกันภายในระยะเวลา 85 ล้านปี
Dvorkin กล่าวเสริมว่า ในความคิดของฉัน เศษส่วน
ของการควบรวมกิจการที่รวดเร็วจำเป็นต้องได้รับการศึกษาเพิ่มเติม เนื่องจากเห็นได้ชัดว่าเป็นศูนย์กลางของคำถามเกี่ยวกับการผลิตองค์ประกอบหนักในช่วงต้น”
หากดาวคู่นิวตรอนจำนวนหนึ่งสามารถรวมตัวกันได้เร็ว ก็จะเร่งอัตราการทำให้มวลสารในอวกาศสมบูรณ์ ซึ่งก็คือก๊าซและฝุ่นระหว่างดาวฤกษ์ด้วยองค์ประกอบกระบวนการ r
วัตสันซึ่งเป็นผู้ค้นพบสตรอนเชียมที่สำคัญในสายโคนระนาบกิโลโนวา ยอมรับว่าการสังเกตการณ์ในปัจจุบันขัดแย้งกัน “ปริมาณของวัสดุที่ผลิตในดาราจักรแคระขนาดเล็ก [ที่มีธาตุหนักจำนวนมาก] นั้น ฉันเชื่อว่าส่วนใหญ่ไม่สอดคล้องกับการผลิตดาวนิวตรอน” เขากล่าว “อย่างไรก็ตาม ฉันยังเชื่อด้วยว่าอาจเป็นไปได้ที่ดาวนิวตรอนจะรวมตัวในช่วงเวลาที่รวดเร็ว”
เพชรซับไมครอนวัตสันชี้ให้เห็นหลักฐานอีกบรรทัดหนึ่งที่ไม่ได้รับการพิจารณาในเอกสาร Dvorkin หรือ Kobayashi: nanodiamonds เหล่านี้เป็นเพชรขนาดเล็กที่เล็กกว่าไมครอนที่สามารถก่อตัวขึ้นในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายในอวกาศ ตั้งแต่บริเวณที่ก่อตัวดาวฤกษ์ไปจนถึงการชนกันของดาวเคราะห์น้อย แต่นาโนไดมอนด์บางตัวยังมีองค์ประกอบกระบวนการ r ด้วย วัตสันกล่าวว่าเนื่องจากการชนกันของดาวนิวตรอนไม่ได้ผลิตนาโนไดมอนด์ แหล่งนาโนไดมอนด์ที่เสริมด้วย r-process อีกแหล่งเดียวที่เป็นไปได้คือซุปเปอร์โนวา
แม้ว่าการกระจายในอัตราส่วนของธาตุในกระบวนการ r ต่อธาตุกลุ่มเหล็กที่ทีมของ Dvorkin สังเกตดูดูเหมือนว่าจะแยกแยะมหานวดาราธรรมดาออกไป โคบายาชิเสนอดาวระเบิดชนิดใหม่ที่เรียกว่าซุปเปอร์โนวาแบบหมุนด้วยแมกนีโต อย่างไรก็ตาม ไม่มีหลักฐานโดยตรงสำหรับการมีอยู่ของซุปเปอร์โนวาดังกล่าว และการถกเถียงเกี่ยวกับที่มาขององค์ประกอบกระบวนการ r จะยังคงดังก้องต่อไป
โดยการวัดรูปแบบนี้แบบเรียลไทม์ นักวิจัยสามารถสร้างสนามไฟฟ้าของคลื่นแสงขึ้นมาใหม่และศึกษาวิวัฒนาการของมันได้ แม้ว่าเทคนิคนี้จะมีประโยชน์ แต่ก็ไม่สามารถทำได้เป็นประจำในห้องปฏิบัติการหลายแห่ง เนื่องจากต้องใช้การตั้งค่าสูญญากาศสูงที่ซับซ้อนและสเปกโตรมิเตอร์แบบแสดงเวลาของเที่ยวบินอิเล็กตรอนที่มีราคาแพง
Credit : creativedotmedia.info cuibfoundation.org diablo3witchdoctorguide.net discountairjordans13.com diwaligreetings.org
