Radyoaktif demir, kozmik olayların sınıflandırmasının üstesinden gelir

Demir-60'ın yarı ömrü, daha önce düşündüğünüzün neredeyse iki katı

Süpernova kalıntısı "Yengeç Bulutsusu" - demir-60'ın yeni belirlenmiş yarı ömrü, yıldız patlaması seyriyle ilgili önceki bulgulara meydan okuyabilir. © NASA
Yüksek sesle okuma

Fizikçiler, ender radyoaktif izotop demir-60'ın yarı ömrünü hiç olmadığı kadar doğru bir şekilde belirlemeyi başardılar. En büyük sürpriz, demir-60'ın yarı ömrünün, önceden bilinen 1.5 milyon yıllık değerin oldukça üzerinde, 2.6 milyon yıl olmasıdır. Bu değer aynı zamanda kozmik olayları tarihlemeye ve sınıflandırmaya hizmet ettiğinden, Fiziksel İnceleme Mektuplarında yayınlanan bu çalışma aynı zamanda erken güneş sistemindeki süreçlerin görünümünü de değiştiriyor.

Evrendeki radyoaktif elementlerin çürümesi, gökbilimcilere kozmik süreçlerin zamansal gidişatı hakkında değerli görüşler sağlar. Bilim adamları söz konusu maddenin yarı ömrünün bilinmesi koşuluyla, söz konusu başlangıç ​​ve bozunma ürünlerinin oranlarını belirlemede başarılı olurlarsa, radyoaktif işlemin ne zaman başladığını tespit edebilirler. Bu maddelerden biri, çekirdeğinde en yaygın izotop demir-56'dan dört tane daha nötron içeren radyoaktif demir izotop demir-60'tır.

Erken güneş sistemine yakın süpernova endikasyonu

Eisen-60 bilim adamlarını birkaç nedenden dolayı ilgilendirir. Bu nedenle, doğrudan çürüme ürünü olan Cobalt-60'ın radyasyonu, Samanyolu'nun muazzam yıldızlarında ağır elementlerin oluşumu hakkında ipuçları sağlar. Demir izotopunun parçalanma serisi kobalt-60 üzerinden, meteorit kayalarındaki frekansı dört buçuk milyar yıldan daha uzun bir süre önce güneş sisteminin en eski tarihi hakkında bilgi sağlayan kararlı element nikel-60'a götürür. Bu aşamada, astrofizikçiler, diğer radyoaktif elementlerle birlikte demir-60'ın, yeni ortaya çıkan gezegenlerin ve küçük gezegenlerin içinde, doğalarını önemli ölçüde etkileyen bir ısı kaynağı olarak hareket edebileceğini öne sürüyorlar.

Bununla birlikte, gökbilimciler ütülen güneş sistemindeki demir-60'ın varlığını yalnızca, dışarıdan atılan materyali, ortaya çıkan güneş sisteminin gazı ile karışan yakındaki bir süpernova gibi dış bir olayla açıklayabilir. Birkaç milyon yıl önceki bir süpernova muhtemelen aynı araştırma grubunun deniz tabanından gelen kabuk malzemesinde bulduğu demir izinin kaynağıydı.

Ölçüm verilerinin tüm bu bağlamlarda güvenilir bir şekilde yorumlanması için, demir-60'ın yarı ömrünün ayrıntılı bir bilgisi çok önemlidir. Yaklaşık 1, 5 milyon yıllık önceki değer, neredeyse yüzde 20'lik bir belirsizlikten muzdaripti - araştırmacılar için çok fazla

İşlemlerin yorumlanması ve tarihlendirilmesi demirin 60 yarı ömrüne duyarlıdır.

Detektörde 60 Demir 60 numune kabı Mükemmellik Kümesi "Evren"

"60-stopper" den demir-60 ile yeni test

Yeni değerler elde etmek için, TU Münih ve Mükemmellik Kümesi Evreni'nden bir grup bilim adamı ile birlikte İsviçre Paul Scherrer Enstitüsü'nün (PSI) meslektaşları ile birlikte birkaç gram demir-60 içeren malzemeyi tekrar incelediler; Demir, PSI'de 1980'den 1992'ye kadar yüksek enerjili protonlar için "ışın durdurucu" olarak görev yapan bir bakır parçasından kimyasal olarak ekstre edildi.

PSI'deki bu özel kimyasal işlemden sonra araştırmacılar, üç yıldan kısa bir süredir, radyoaktif demirin hemen çürümekte olan ürünü olan kobalt-60 ile malzemenin birikimini gözlemlemek için özellikle hassas bir gama spektrometresi kullandılar. Ayrıca, PSI’de

Toplam demir 60 atom sayısı doğru bir şekilde belirlenir. Ayrıntılı deneylerinin sonuçlarından, bilim adamları ütüyle-60 yarı ömrünü yüzde less'dan daha az bir belirsizlikle hesaplayabildiler ve bir sürpriz yaşadılar.

Sürpriz: Yarı ömür çok daha kısa

Görüldüğü üzere, 2.6 milyon yıllık yarı ömür, önceki değerin yüzde 75'inin üzerindedir. Bu sonuç kozmik süreçlerle ilgili önceki araştırmaların yeniden değerlendirilmesine yol açabilir: örneğin, kimyasal elementlerin ortaya çıkışı ve geçmişte bulunan süpernovalarla ilgili bulgular güneş sisteminin yanında.

(Mükemmellik Kümesi "Evren", 27.08.2009 - NPO)