Se vuoi sapere da dove provengono gli elementi, guarda le stelle. Quasi tutti gli elementi più pesanti dell'elio si formano attraverso reazioni nucleari nelle stelle. Ma quali processi stellari sono responsabili di questi elementi? Possiamo trovare modelli sulla quantità di ciascun elemento che osserviamo in diversi ambienti astrofisici, come stelle, galassie o ammassi globulari?
Recentemente, un team di ricercatori dello Stato NC si è concentrato sul processo di distruzione del potassio (K) negli ammassi globulari, esaminando un ammasso in particolare:NGC 2419. L'articolo è pubblicato sulla rivista Physical Review Letters .
Gli ammassi globulari sono gruppi di stelle legate gravitazionalmente. Gli astronomi hanno osservato schemi chiari nelle quantità relative di diversi elementi da stella a stella. Uno di questi modelli è quello tra ossigeno e sodio:le stelle all’interno di ammassi globulari che hanno più sodio hanno meno ossigeno e viceversa. Questa è nota come anticorrelazione sodio-ossigeno (Na-O). Sono state scoperte anche diverse altre anticorrelazioni, il che indica che processi unici (a volte sconosciuti) si verificano in specifici ammassi globulari.
Nel 2012, la prima anticorrelazione magnesio-potassio (Mg-K) è stata scoperta in uno specifico ammasso globulare, chiamato NGC 2419. Un surplus complessivo di potassio è stato collegato a reazioni di combustione dell'idrogeno a temperature comprese tra 80 e 260 milioni di Kelvin.
Ma la cosa sconcertante è che le stelle nell’ammasso che hanno mostrato l’anticorrelazione sono giganti rosse relativamente giovani. I nuclei di queste stelle non dovrebbero essere abbastanza caldi da consentire alle reazioni nucleari di alterare la quantità di Mg e K. La teoria principale prevedeva la miscelazione con K e Mg delle vecchie stelle dell'ammasso, ma ciò che è rimasto incerto è la velocità del potassio- reazione distruttiva.
Un gruppo di ricerca ha tentato di ricreare la reazione che distrugge il potassio eseguendo un esperimento su una reazione nucleare simile ( 39 K + 3 Lui —> 40 Ca + d), presso il Laboratorio Nucleare delle Triangle Universities (TUNL).
Questa reazione è una reazione di trasferimento di protoni, in cui un protone dell'elio-3 ( 3 He) viene trasferito al potassio-39 ( 39 K), formando calcio-40 ( 40 Circa). Questa reazione sperimentale ci permette di imitare la reazione reale che avviene in una stella in cui il potassio viene distrutto.
Hanno scoperto che non solo il potassio può essere distrutto a temperature più basse, ma viene distrutto 13 volte più velocemente di quanto si pensasse in precedenza a queste temperature.
La scoperta potrebbe cambiare il modo in cui modelliamo la creazione degli elementi nelle stelle, non solo per questo caso specifico di NGC 2419, ma anche per altri modelli astrofisici che includono reazioni sul potassio.
Ulteriori informazioni: W. Fox et al, Studio ad alta risoluzione del Ca40 per vincolare la nucleosintesi del potassio in NGC 2419, Physical Review Letters (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.062701. Su arXiv :DOI:10.48550/arxiv.2401.06754
Informazioni sul giornale: Lettere di revisione fisica , arXiv
Fornito dalla North Carolina State University
