Un grupo de científicos, entre ellos varios del GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung y de la Universidad Técnica de Darmstadt, logró determinar experimentalmente las características de los procesos nucleares en la materia diez millones de veces más densos y 25 veces más calientes que el centro de nuestro Sol. Un resultado dela medida es que es muy probable que las estrellas de masa intermedia exploten y no, como se suponía hasta ahora, colapsen. Los hallazgos ahora se publican en la revista científica Cartas de revisión física . Destacan las oportunidades fascinantes que ofrecen las futuras instalaciones aceleradoras como FAIR para comprender los procesos que definen la evolución del Universo.
Las estrellas tienen diferentes caminos evolutivos dependiendo de su masa. Las estrellas de baja masa como el Sol eventualmente se convertirán en enanas blancas. Las estrellas masivas, por otro lado, terminan con una explosión espectacular conocida como supernova, dejando una estrella de neutrones oun agujero negro detrás. El destino de las estrellas de baja y alta masa se entiende bien, pero la situación de las estrellas de masa intermedia, que pesan entre siete y once veces más que el Sol, sigue sin estar clara.-las estrellas masivas prevalecen en nuestra galaxia.
"El destino final de las estrellas de masa intermedia depende de un pequeño detalle, a saber, qué tan fácilmente el isótopo neón-20 captura electrones en el núcleo estelar. Dependiendo de esta velocidad de captura de electrones, la estrella se verá interrumpida en una explosión termonuclearo colapsará para formar una estrella de neutrones ", explica el profesor Gabriel Martínez-Pinedo del departamento de investigación de GSI Theory y el Institut für Kernphysik, TU Darmstadt. El profesor Karlheinz Langanke, director de investigación de GSI y FAIR, agrega:" Este trabajo comenzó cuandose dio cuenta de que una transición fuertemente suprimida, y por lo tanto previamente ignorada y experimentalmente desconocida, entre los estados fundamentales del neón-20 y el flúor-20 era una pieza clave de información necesaria para determinar la tasa de captura de electrones en las estrellas de masa intermedia ".mediciones precisas de la desintegración beta del flúor-20 y cálculos teóricos, una colaboración internacional de físicos con participación de GSI y TU Darmstadt, ahora ha tenido éxitoen determinar esta tasa importante.El experimento tuvo lugar en condiciones mucho más pacíficas que las que se encuentran en las estrellas, es decir, en el Laboratorio Acelerador de la Universidad de Jyväskylä.Las mediciones mostraron una transición sorprendentemente fuerte entre los estados fundamentales del neón-20 y el flúor-20 que conduce a la captura de electrones en el neón-20 que ocurre a una densidad más baja de lo que se creía anteriormente.Para la estrella, esto implica que, en contraste con los supuestos anteriores, es más probable que sea interrumpida por una explosión termonuclear que colapsar en una estrella de neutrones."Es sorprendente descubrir que una sola transición puede tener un impacto tan fuerte en la evolución de un gran objeto como una estrella", dice Dag Fahlin Strömberg, quien, como estudiante de doctorado en TU Darmstadt, fue responsable de gran parte desimulaciones del proyecto
Dado que las explosiones termonucleares expulsan mucho más material que las provocadas por el colapso gravitacional, los resultados tienen implicaciones para la evolución química galáctica. El material expulsado es rico en titanio-50, cromo-54 y hierro-60. Por lo tanto, el inusual titanio ylas proporciones isotópicas de cromo encontradas en algunos meteoritos, y el descubrimiento de hierro 60 en sedimentos de aguas profundas podría ser producido por estrellas de masa intermedia e indicar que éstas han explotado en nuestro vecindario galáctico en la lejanía miles de millones de años y no tan distantemillones de años pasado
A la luz de estos nuevos hallazgos, el destino más probable de las estrellas de masa intermedia parece ser una explosión termonuclear, produciendo una supernova subluminosa de tipo Ia y un tipo especial de estrella enana blanca conocida como enana blanca de oxígeno-neón-hierro.La detección no de tales enanas blancas en el futuro proporcionaría información importante sobre el mecanismo de explosión Otra pregunta abierta es el papel que juega la convección, el movimiento masivo de material en el interior de la estrella, en la explosión.
En los centros de aceleración existentes y futuros como el proyecto internacional FAIR Facility for Antiproton and Ion Research actualmente en construcción en GSI, se pueden investigar nuevos isótopos aún no investigados y sus propiedades. Por lo tanto, los científicos continúan llevando el universo al laboratoriopara responder las preguntas no resueltas sobre nuestro cosmos.
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Materiales proporcionado por Asociación Helmholtz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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