Hvězdy jsou přehlídkou chemických prvků. Kredit: NASA/JPL-Caltech/S. Stolovy (Spitzer Science Center/Caltech), Wikimedia Commons.

Všichni jsme zrozeni z hvězd. Hvězdy jsou vlastně továrny na těžší chemické prvky, které v jejich nitru neustále vznikají fúzí nebo třeba rozpadem těžších prvků. Pokud víme, nejtěžší prvky, o nichž víme ve vesmíru, vznikají v neutronových hvězdách takzvaným r – procesem (Rapid neutron capture proces). Atomová jádra procházejí hustou polévkou neutronů. V jednu chvíli se během krátké doby, typicky méně než sekundu, protlačí do jádra skupina neutronů a vznikne atom těžkého prvku, jako třeba zlata, platiny nebo uranu.

Ian Roederer.

Kredit: North Carolina State University.

Nejtěžší prvky bývají nestabilní, radioaktivní. Postupem času se rozpadají, třeba jaderným štěpením. Jak říká fyzik Ian Roederer, dříve z University of Michigan, nyní z North Carolina State University, r – proces je podle našich znalostí nezbytný, pokud chceme aby vznikly prvky, které jsou těžší než řekněme olovo nebo bismut.

Roederer rovněž upozorňuje, že k něčemu takovému nestačí jenom dostat do atomového jádra za krátkou dobu hodně neutronů. Také to vyžaduje spoustu energie a těch neutronů musí být na daném místě opravdu hodně. Nejlepší situací pro něco takového je podle Roederera zrození či zánik neutronových hvězd nebo třeba jejich srážka.

Logo. Kredit: North Carolina State University.

Badatelé v tomto případě detailně prozkoumali výskyt těžkých prvků u 42 důkladně prostudovaných hvězd Mléčné dráhy. Tyto prvky určitě vznikly r – procesem v dávných hvězdách a poté se dostaly do dnešních hvězd. Roederer a spol. ale zároveň narazili na souvislosti, které je dovedly k závěru, že některé prvky zmíněných 42 hvězd ze střední části tabulky prvků, jako například stříbro a rhodium, jsou pravděpodobně pozůstatkem štěpných reakcí velmi těžkých prvků.

Ukázalo se, že dotyčné štěpné reakce zahrnovaly prvky s nukleonovým číslem (A) nejméně 260. Vypadá to, že r – proces v tomto případě uhnětl atomy těžší než uran, jehož nukleonové číslo je u nejběžnějšího izotopu 238. Uvedená hodnota 260 odpovídá přinejmenším lawrenciu s nukleonovým číslem 262.

Roederer je z toho u vytržení. Podle něj je to extrémně zajímavé, protože takové prvky jsme ještě nikdy nedetektovali mimo vědecká zařízení. Ani ve vesmíru ani na Zemi, dokonce ani v místech testů jaderných zbraní. Fakt, že jsme nalezli stopy jejich přítomnosti na hvězdách nabízí nový pohled na r – proces a modely kolem něj. Jak se zdá, vesmír je opravdu nevyzpytatelný.

Video: The Alchemy of Neutron Star Collisions

Literatura

North Carolina State University 7. 12. 2023.

Science 382: 1177–1180.