November 30, 2021

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Wie sind Schwermetalle wie Gold und Uran entstanden? Forschung sagt, dass die Antwort in Schwarzen Löchern liegt

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Eine Frage, die Wissenschaftler oft verwirrt hat, ist, woher alle Schwermetalle, einschließlich Gold und Uran, kommen? Wie wurden sie geboren? Während sich alle Schwermetalle unter extremen Bedingungen im Inneren von Sternen oder durch Sternexplosionen und Neutronensternkollisionen gebildet haben, bleibt die Frage: Wann und warum wurde das Material ausgestoßen und ob Schwermetalle auf andere Weise hergestellt werden können. Forscher sagen jetzt, dass die Synthese schwerer Elemente typisch für einige Schwarze Löcher ist, die eine akkretierende Scheibe aus dichter, heißer Materie umkreisen.

Während ein Schwarzes Loch eine Region ist, in der die Schwerkraft so stark ist, dass nichts entweichen kann, besteht die Akkretionsscheibe aus Material, das sich einem Schwarzen Loch genähert hat, aber nicht dort gefallen ist. Dieses System entsteht durch die Verschmelzung zweier massereicher Neutronensterne oder beim Kollaps und der Explosion eines rotierenden Sterns. Forscher des deutschen GSI Helmholtz-Zentrums für Schwerionenforschung und ihre Kollegen aus Belgien und Japan sagten, die innere Zusammensetzung dieser Akkretionsscheiben sei noch nicht vollständig verstanden.

„In unserer Studie haben wir erstmals die Umwandlungsraten von Neutronen und Protonen für eine Vielzahl von Scheibenkonfigurationen mit aufwendigen Computersimulationen systematisch untersucht und dabei festgestellt, dass die Scheiben auch sehr reich an Neutronen sind . met “, Dr. Oliver Just, Gruppe Relativistische Astrophysik der GSI-Forschungsabteilung, Erzählen Phys.org.

Ich sagte nur, dass der entscheidende Faktor die Gesamtmasse der Scheibe ist, das heißt, je größer die Scheibe, desto mehr Neutronen werden gebildet und stehen für die Synthese schwerer Elemente zur Verfügung.

Die Studie zeigt, dass die optimale Scheibenmasse für eine produktive Produktion schwerer Elemente bei etwa 0,01 bis 0,1 Sonnenmasse liegt. Es liefert starke Beweise dafür, dass die Verschmelzung von Neutronensternen, die Akkretionsscheiben mit diesen genauen Massen erzeugen, der Ausgangspunkt für viele der schweren Elemente sein könnten. Ob und wie oft solche Akkretionsscheiben vorkommen, ist allerdings noch nicht klar.

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Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.


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