초신성의 트리플 알파 과정은 새로운 미스터리를 제시합니다

미시간 주립 대학 (MSU)의 연구원들은 우주에서 가장 중요한 반응 중 하나가 초신성으로 알려진 폭발하는 별 안에서 엄청난 예상치 못한 부스트를받을 수 있음을 발견했습니다.

이 발견은 또한 지구의 무거운 요소가 어떻게 생성되는지에 대한 아이디어에 도전합니다. 특히, 그것은 행성에서 루테늄과 몰리브덴 원소의 일부 형태 또는 동위 원소의 비정상적으로 높은 풍부함을 설명하는 이론을 반박합니다.

네이처 저널에 12 월 2 일 게재 된 결과는 초신성의 가장 안쪽 영역이 이전에 생각했던 것보다 10 배 더 빠르게 탄소 원자를 생성 할 수 있음을 보여줍니다. 이 탄소 형성은 삼중 알파 과정으로 알려진 반응을 통해 발생합니다.

“트리플 알파 반응은 여러면에서 가장 중요한 반응입니다. 그것은 우리의 존재를 정의합니다.”라고 연구원들은 말합니다.

지구를 구성하는 거의 모든 원자와 인간을 포함하여 지구상의 모든 것이 별에서 만들어졌습니다. 작가이자 과학자 인 칼 세이건의 팬들은 그의 유명한 인용문을 떠 올릴 것입니다. "우리는 모두 별들로 이루어져 있습니다." 아마도 삼중 알파 과정의 결과로 우주에서 형성된 탄소보다 지구상의 생명체에 더 중요한 항성 물질은 없을 것입니다.

이 과정은 원자핵 또는 헬륨 핵 인 알파 입자로 시작됩니다. 각 알파 입자는 두 개의 양성자와 두 개의 중성자로 구성됩니다.

삼중 알파 과정에서 별은 세 개의 알파 입자를 결합하여 6 개의 양성자와 6 개의 중성자를 가진 새로운 입자를 만듭니다. 그것은 우주에서 가장 풍부한 형태의 탄소입니다. 다른 핵 과정에 의해 생성되는 다른 동위 원소가 있지만 그들은 지구 탄소 원자의 1 %를 조금 넘습니다.

그러나 과학자들은 3 개의 알파 입자를 융합하는 것이 도움이되지 않는 한 일반적으로 비효율적 인 과정이라고 말합니다. 연구자들은 초신성의 가장 안쪽 영역에 과잉 양성자가 그러한 조력자가 될 수 있음을 발견했습니다. 따라서 양성자가 풍부한 초신성은 트리플 알파 반응을 가속화 할 수 있습니다.

그러나 삼중 알파 반응을 가속화하는 것은 주기율표에서 더 무거운 원소를 생성하는 초신성의 능력을 억제합니다. 이것은 과학자들이 오랫동안 양성자가 풍부한 초신성이 지구상에 약 100 개의 양성자와 중성자를 포함하는 루테늄과 몰리브덴의 특정 동위 원소를 엄청나게 풍부하게 만들어 냈다고 믿었 기 때문에 중요합니다.

이 논문의 저자 인 Luke Roberts는“다른 곳에서는 이러한 동위 원소를 만들지 않습니다. 그러나 새로운 연구에 따르면 아마도 양성자가 풍부한 초신성에서 그것들을 얻지 못할 것입니다. "저를 흥분시키는 것은 이제 우리가 그들의 존재를 설명 할 다른 방법을 찾아야한다는 것입니다."

연구원들은 다른 아이디어가 있지만 그들 중 어느 것도 핵 과학자를 완전히 만족시킬 수 없다고 덧붙였습니다. 더욱이, 기존 이론 중 어느 것도이 새로운 발견을 아직 통합하지 않았습니다. “다음에 무슨 일이 일어나 든 가속 된 트리플 알파 반응의 효과를 고려해야합니다. 흥미로운 수수께끼입니다. "

연구자들은 얻은 결과가 원소 창조에 대한 오랜 생각과 모순된다는 점에 약간의 실망을 표했지만, 발견이 새로운 과학의 발전과 우주에 대한 더 나은 이해에 기여할 것이라고 말했습니다.