Literatura koja je korišćena za pisanju teksta o supernovama:
- Astronomija 2; V. Vujinović; Školska knjiga, Zagreb (1990)
- Astronomy Today, 2nd Edition; E. Chaisson / S. McMillan; Prentice Hall, New Jersey (1993)
- Voyages Through The Universe; A. Fraknoi, D. Morrison, S. Wolff; Saunders College Publishing, USA (1997)
- Crne rupe i zakrivljeno prostor-vreme; W. J. Kaufmann, preveo M. Ćirić; Klub NT, Beograd (1997)
Svaka eksplozija supernove označava smrt jedne ogromne zvezde, ali supernova nije samo simbol nestanka, ona je i znak novog stvaranja, novog početka. Ove snažne eksplozije obogaćuju međuzvezdani prostor svim teškim elementima. Od tih novonastalih elemenata može se stvoriti neka nova generacija zvezda, a oko te zvezde mogu nastati planete, a na nekoj od tih planete može nastati neki oblik života koji će biti u stanju da se zapita: Da li je naša zvezda jedinstvena? Koja je njena sudbina? Kakve su druge zvezde i šta će sa njima biti u dalekoj budućnosti? Read more…
Moderna slika formiranja elemenata uključuje puno različitih tipova nuklearnih reakcije koje se odigravaju u različitim stupnjevima evolucije zvezde. Laki elementi od vodonika do gvožđa, grade se prvo fuzijom, a zatim alfa zahvatom, koji dopunjava zahvat protona i radioaktivnim raspadom. Kako da znamo da zvezde zaista tako stvaraju teške elemente? Možemo li biti sigurni da je ovaj scenario verodostojan? U to nas uveravaju tri ubedljiva dokaza: Read more…
S-proces može da objasni nastanak elemenata zaključno sa bizmutom-209, najtežim neradioaktivnim elementom, ali on ne može da odgonetne nastanak elemenata kao što su: torijum-232, uran-238, plutonijum-242 itd. Svaki pokušaj nastanka jezgra težeg od bizmuta u s-procesu je nemoguć zbog toga što se novonastalo jezgro raspada za isto ili čak kraće vreme nego što je potrebno za njegovo formiranje. Fizičari su došli do zaključka da mora da postoji još jedan proces nukleosinteze koji omogućava nastanak tih težih elemenata. Taj proces nazvan je r-proces (ili ‘brzi’ zahvat neutrona). R-proces se odigrava vrlo brzo, u trenucima eksplozije supernove. Read more…
Postoji mnogo elemenata koji su teži od gvožđa. Videli smo da se alfa proces završava nastankom gvožđa, i logično je zapitati se kako su onda nastali ti teži elementi? Da bi oni nastali morao je da postoji neki drugi proces, taj proces naziva se zahvat neutrona – nastanak težih jezgara apsorpcijom neutrona.
Duboko u unutrašnjosti zvezde u kasnom stadijumu evolucije postoje vrlo povoljni uslovi za odigravanje procesa zahvata neutrona. Neutroni nastaju kao sporedni proizvodi u mnogim nuklearnim reakcijama i ih ima u izobilju za reakcije sa gvožđem ili drugim elementima. Neutroni nemaju naelektrisanje i zbog toga ne postoje odbojne sile između njih i jezgra. Kako se sve više neutrona sudara sa jezgrom gvožđa, dolazi do stapanja i masa gvožđa raste. Read more…
Helijum nije jedini element koji može da učestvuje u fuzionim reakcijama sa drugim elementima. Kako broj različitih jezgara nagomilanih u jezgru raste povećava se i raznolikost mogućih fuzionih reakcija. U neki reakcijama dolazi do oslobađanja protona ili neutrona a u drugim ove čestice učestvuju kao reaktanti i bivaju apsorbovani od strane drugih jezgara. Na ovaj način nastaju hemijska jezgra koja se po masi nalaze između onih nastalih fuzijom helijuma.
Laboratorijski eksperimenti pokazuju da jezgra kao što su fluor-19, natrijum-23, fosfor-31 i mnogo drugi nastaju upravo na ovakav način. Njihova rasprostranjenost velika kao rasprostranjenost onih elemenata koji nastaju u fuzionim reakcijama helijuma iz razloga što su one mnogo češće. Read more…
Na sve višim i višim temperaturama koje se dostižu u unutrašnjosti zvezde, sve teža i teža jezgra mogu da stupe u fuzione reakcije. Na temperaturi od 109K (koja se javlja samo u jezgrima zvezda mnogo masivnijih od Sunca) dolazi do fuzije ugljenika u magnezijum:
Međutim, zbog velikog broja protona u jezgrima težim od ugljenika, većeg broja protona, fuzija težih elemenata zahteva vrlo visoke temperature koje skoro da se i ne javljaju u zvezdama. Zbog toga teži elementi nastaju na drugi, lakši, način. Na primer, odbojna sila između dva jezgra ugljenika je tri puta veća nego odbojna sila između ugljenika i helijuma. Zbog toga se fuzija ugljenik-helijum odigrava na nižim temperaturama nego fuzija dva jezgra ugljenika. Na temperaturi većoj od 6·108K, jezgro ugljenika-12 sudara se sa jezgrom helijuma-4 i dolazi do nuklearne reakcije u kojoj nastaje kiseonik-16:
Read more…
Proces nukleosinteze počinje u tzv. proton-protonskom ciklusu. Ovaj lanac fuzionih reakcija odigrava se u jezgrima svih zvezda koje se nalaze u mirnom stadijumu svog evolutivnog razvoja. Takva zvezda je i naše Sunce, i upravo ovaj niz reakcija odgovoran je za nastanak energije koja je omogućila nastanak i opstanak života na našoj planeti. Osnova proton-protonskog ciklusa je da se na dovoljno visokoj temperaturi, oko 107K, odigrava lanac nuklearnih reakcija u kojima reaguje četiri jezgra vodonika i nastaje jedno jezgro helijuma uz oslobađanje neutrina i energije:
Nastali pozitroni gotovo trenutno reaguju sa slobodnim elektronima i u procesu anihilacije pretvaraju se u energiju gama-zraka. Neutrini odlaze odnoseći izvesnu količinu energije i oni ne igraju važnu ulogu u lancu nukleosinteze. Ispravnost proton-protonskog ciklusa potvrđena je i eksperimentalno, u laboratorijskim uslovima. Read more…
Kako i odakle su nastali svi ovi elementi? Da li su oni uvek postojali u Univerzumu ili su nastali nakon što je Univerzum bio stvoren? Pedesetih godina XX veka astronomi su zaključili da vodonik i većina helijuma potiču iz najranijih trenutaka stvaranja Univerzuma Svi drugi elementi su nastali kao rezultat nukleosinteze koja se odigrava u zvezdama.
Ključna stvar za razumevanje procesa nastanka teških elemenata je to da veća jezgra mogu da nastanu spajanjem lakših jezgara. Prema trenutno prihvaćenim teorijama svi teži elementi potiču, u stvari, od jednog elementa, najjednostavnijeg i najlakšeg – vodonika. Da bi teorija o nukleosintezi bila prihvatljiva ona mora da objasni i sam proces stvaranja različitih vrsta elemenata, ali takođe mora da pruži objašnjenje rasprostranjenosti pojedinih elemenata u vasioni. Read more…
Kad je vasiona stvorena pre oko 15 milijardi godina nastali su samo vodonik i kiseonik. Samo ta dva laka elementa mogla su da prežive i izrone iz neverovatnog vrtloga kosmičkog rađanja. Ali svima je poznato da je svet oko nas sastavljen od mnogo težih elemenata. Tu ima kiseonika i azota u vazduhu koji udišemo, kalcijuma i kalijuma u našim kostima, a gvožđe je u krvi koja teče našim venama.
Nijedan od ovih težih elemenata nije bio deo prvobitne vatrene lopte iz koje se rodila vasiona. Oni nisu stvoreni u unutrašnjosti zvezda male mase. Te zvezde nisu sposobne da stvore elemente teže od ugljenika i kiseonika. Ali, u dubinama masivnih zvezda, čija je masa 50 do 60 puta veća dolazi do mnogih egzotičnih termonuklearnih reakcija. Videli smo da u poznom životu ovakvih zvezda temperatura raste na nekoliko milijardi stepeni. U takvom paklu kuju se teži elementi. Read more…
Poslednji komentari: