초신성이되기 전에 별에 철분이 녹아 있습니까?


15

나는 철과 모든 무거운 원소들이 생산하는 것보다 더 많은 에너지를 생산한다는 것을 알고 있으며, 이것이 결국 초신성을 가져옵니다. 또한 그 초신성 동안 많은 무거운 요소가 생성된다는 것을 이해합니다. 그러나 내가 궁금한 것은 별이 초신성으로 가기 전에 다른 원소와 철분이 융합되어 있습니까? 네, 순 에너지 손실이있을 수 있지만, 별에 소량의 철만 있다면, 아마도 그것을 다룰 수있을 것입니다.

답변:


8

예, 그러나 느립니다. (나는 전문가가 아니기 때문에 중요한 것을 놓치면 자유롭게 고쳐야합니다.)하지만 일단 별이 헬륨 단계를지나 철까지까지 후기 단계에 들어가면 헬륨을 더 무거운 것에 융합시켜 융합이 이루어집니다. 각 원자 번호를 2 씩 올립니다. 이것이 유일한 방법은 아니지만 가장 일반적입니다.

철은 또한 별 내부에서 이런 식으로 니켈에 융합 될 수 있으며 소량이지만 대부분 철을 넘어서며 확실히 니켈을 넘어 서면 S- 프로세스를 통해 더 많은 원소가 생성됩니다 . (느린 중성자 포집 과정의 줄임말). 이것은 자유 중성자가 원자핵에 결합하고 시간이 지남에 따라 중성자를 첨가하면 베타가 붕괴되어 전자가 방출되고 양성자가 남아 원자 번호에 추가됩니다.

그러나 별에 소량의 철만 있다면, 아마도 그것을 다룰 수있을 것입니다.

의심 할 여지없이 사실입니다. 초신성으로가는 별은 엄청나게 크고 철분이 정확히 코어에 정확히 닿지 않습니다. 시간이 좀 걸립니다 별이 kablooie (초신성)가 되려면, 더 이상 근처 핵융합으로 팽창하지 않는 순도, 그리고 거의 즉각적으로 별 주위에 영향을 미치는 방식으로 급격히 붕괴 될 수있는 충분한 크기의 철심이 필요합니다. 정확한 과정은 확실하지 않지만 약간의 철 이상이 필요합니다. 평신도의 추측으로 목성 크기의 철 공이 필요할 수 있습니다. 아마도 그보다 훨씬 더 공정 할 것입니다.


13

초신성의 "철 코어"는 실제로 실리콘 코어가 알파 입자 (헬륨 핵)와 융합하기 시작할 때 시작되는 핵 통계적 평형의 최종 결과물입니다. 발열 반응은 Nickel-62까지 가능합니다 (실제로는 핵 당 결합 에너지가 가장 높은 핵). 실제로, 연속적인 빠른 알파 포획은 동일한 수의 양성자와 중성자를 가진 핵을 생성하지만, 동시에 광분해와 방사성 붕괴의 경쟁 과정은 다른 방향으로 진행됩니다. 이 과정은 주로 니켈 -56에서 멈추는 것으로 생각되는데, 더 무거운 핵은 보다 안정적이기 때문에 몇 개의n/p>1β+코발트 -56을 통해 철 -56으로 붕괴된다. 그러나 폭발하기 직전 초신성의 핵심은 약간의 철 피크 동위 원소를 포함하고있을 가능성이 있습니다.

전에 이 모든 그런 일 이다 철과 니켈 핵 반응을 받아야 가능 하면 무료 중성자의 적절한 소스가있다. 우리 우주에서 철 이외의 요소는 주로 r- 프로세스 또는 s- 프로세스 에서 중성자 포획에 의해 생성됩니다 .

r- 프로세스는 코어-붕괴 초신성 (또는 타입 Ia 초신성)이 시작된 후에 발생 하는 것으로 생각된다 . 중성자 플럭스는 붕괴 코어에서 조밀하고 퇴화 된 전자 가스에 의한 양성자의 중성자 화에 의해 생성된다.

그러나 s-process는 폭발하기 전에 거대한 별의 핵심 밖에서 발생할 수 있습니다. 그것은 이미 존재하기 위해서는 철핵이 필요하기 때문에 2 차 과정 입니다. 즉, 씨앗 핵에 사용되는 철은 별 내부에서 생성되지 않으며, 별이 형성된 가스에 이미 존재합니다. 거대한 별의 s-process는 네온 연소 (헬륨, 탄소 및 산소 연소 이상의 고급 핵 연소 단계에서) 중에 생성 된 자유 중성자를 사용하여 철 핵에 중성자를 추가합니다. 이것은 무거운 동위 원소를 형성하는데, 이는 안정적이거나 붕괴 및 / 또는 추가 중성자 포획을 통해 "s-process element"(예 : Sr, Y, Ba) 체인을 형성합니다. 전반적인 과정은 흡열β그러나 수율과 반응 속도가 너무 작아서 별의 전체 에너지에 큰 영향을 미치지 않습니다. 새로 채굴 된 s- 프로세스 요소는 초신성이 폭발하자마자 성간 매체로 쉽게 분사됩니다.


롭 안녕, 내 질문에 답변 해 주셔서 감사합니다! 당신의 대답 중 정말 흥미로 웠던 한 가지 측면은 s-process에 필요한 철분이 별의 핵심 바깥에서 나와야한다는 것입니다. 왜 그런 겁니까? 별 안에 특정 동위 원소 만 있습니까?
카페인

2
@ caffein 문제는 코어에서 생산되는 철분이 (a) 수명이 짧고 (b) 네온 -22 중성자 소스와 분리되어 있다는 것입니다. 따라서 S- 슬로우 프로세스에 참여할 기회를 얻지 못하고 코어가 몇 초 단위로 붕괴 될 때 R- 프로세스 만 진행됩니다.
Rob Jeffries
당사 사이트를 사용함과 동시에 당사의 쿠키 정책개인정보 보호정책을 읽고 이해하였음을 인정하는 것으로 간주합니다.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.