Si quieres saber de dónde vienen los elementos, mira las estrellas. Casi todos los elementos más pesados que el helio se forman mediante reacciones nucleares en las estrellas. Pero, ¿qué procesos estelares son responsables de estos elementos? ¿Podemos encontrar patrones en la cantidad de cada elemento que observamos en diferentes entornos astrofísicos, como estrellas, galaxias o cúmulos globulares?
Recientemente, un equipo de investigadores de NC State se centró en el proceso de destrucción del potasio (K) en cúmulos globulares, observando un cúmulo en particular:NGC 2419. El artículo se publica en la revista Physical Review Letters. .
Los cúmulos globulares son grupos de estrellas unidas gravitacionalmente. Los astrónomos han observado patrones claros en las cantidades relativas de diferentes elementos de una estrella a otra. Uno de esos patrones es el que existe entre el oxígeno y el sodio:las estrellas dentro de cúmulos globulares que tienen más sodio tienen menos oxígeno, y viceversa. Esto se conoce como anticorrelación sodio-oxígeno (Na-O). También se han descubierto varias otras anticorrelaciones, lo que indica que en cúmulos globulares específicos se producen procesos únicos (a veces desconocidos).
En 2012, se descubrió la primera anticorrelación magnesio-potasio (Mg-K) en un cúmulo globular específico, llamado NGC 2419. Un excedente general de potasio se relacionó con reacciones de combustión de hidrógeno a temperaturas entre 80 y 260 millones de Kelvin.
Pero lo desconcertante es que las estrellas del cúmulo que mostraron la anticorrelación son estrellas gigantes rojas relativamente jóvenes. Los núcleos de estas estrellas no deberían estar lo suficientemente calientes como para que las reacciones nucleares alteren la cantidad de Mg y K. La teoría principal implicaba la mezcla con K y Mg de estrellas viejas en el cúmulo, pero lo que sigue siendo incierto es la velocidad del potasio. reacción destructiva.
Un equipo de investigación intentó recrear la reacción de destrucción del potasio realizando un experimento con una reacción nuclear similar ( 39 K + 3 Él —> 40 Ca + d), en el Laboratorio Nuclear de las Universidades del Triángulo (TUNL).
Esta reacción es una reacción de transferencia de protones, donde un protón del helio-3 ( 3 He) se transfiere a potasio-39 ( 39 K), formando calcio-40 ( 40 California). Esta reacción experimental nos permite imitar la reacción real que ocurre en una estrella donde se destruye el potasio.
Descubrieron que el potasio no sólo puede destruirse a temperaturas más bajas, sino que se destruye 13 veces más rápido de lo que se pensaba anteriormente a estas temperaturas.
El hallazgo podría cambiar la forma en que modelamos la creación de elementos en las estrellas, no solo para este caso específico de NGC 2419, sino también para otros modelos astrofísicos que incluyen reacciones sobre el potasio.
Más información: W. Fox et al, Estudio de alta resolución de Ca40 para limitar la nucleosíntesis de potasio en NGC 2419, Cartas de revisión física (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.062701. En arXiv :DOI:10.48550/arxiv.2401.06754
Información de la revista: Cartas de revisión física , arXiv
Proporcionado por la Universidad Estatal de Carolina del Norte
