O cercetare a razelor cosmice efectuată pe SSI a observat că nucleele atomilor de fier se comportă diferit de cele ale altor atomi.

Terra, observată de pe SSI


CALET
(Calorimetric Electron Telescope), instrument aparținând JAXA (agenția spațială japoneză), cu rol de observator al razelor cosmice, instalat la bordul Stației Spațiale Internaționale ISS, a măsurat raze cosmice care provin din univers, ajungând la concluzia că nucleele de fier se comportă diferit de cele de hidrogen, carbon și oxigen. Acest studiu ne ajută să înțelegem mai bine cum și  unde se nasc elementele chimice.  

Citește și: Originea celor mai răspândite 10 elemente chimice din univers
    

Razele cosmice

        
Razele cosmice reprezintă particule care ajung pe Pământ din univers; mare parte sunt protoni (nuclee de hidrogen). Există totuși o mică parte a razelor cosmice compusă din nuclee ale elementelor chimice mai grele, precum carbonul, oxigenul sau fierul

Studiul acestor raze cosmice ne ajută să înțelegem mai bine originea acestor elemente chimice și a proceselor nucleare care le produc în stele sau în momentul exploziei acestora.

Razele cosmice sunt studiate de circa 100 de ani atât în experimente la sol, cât și în spațiu. Avantajul experimentelor efectuate în spațiu, pe sateliți, este unul foarte important: în acest mod pot fi studiate razele cosmice primare, deci așa cum provin din univers. La sol pot fi studiate doar prin produșii secundari generați de interacțiunea razelor cosmice primare cu atmosfera terestră.  

Fizicienii consideră că razele cosmice își au originea în exploziile stelare (supernove), dar și stelele neutronice ori foarte masive reprezintă potențiale surse.
        

Elementele chimice și razele cosmice  
        
Elementele chimice, inclusiv cele din care suntem alcătuiți noi înșine, de la carbon și oxigen la fier, se nasc în stele sau în explozii de stele.

Imediat după Big Bang s-au format doar nucleele ușoare, precum nucleele de hidrogen (protoni și deuteroni) sau heliu, și mici cantități de alte nuclee ușoare, precum litiul.

Expansiunea universului a dus la răcirea acestuia și nu s-au mai putut realiza fuziuni nucleare care să producă nuclee mai grele. Acestea au luat naștere în fuziuni nucleare care au loc în stele; în stele există temperaturi de multe milioane de grade, ceea ce duce la fuziuni nucleare care produc nuclee din ce în ce mai grele, până la cele ale atomului de fier (în stelele cele mai mari).

Nucleele mai grele decât fierul nu iau naștere în stele, ci în procese complexe, cum ar fi cele care însoțesc explozia stelelor.

Încă nu sunt cunoscute toate procesele care produc nuclee grele, precum plumbul sau aurul. Studiul nucleelor din razele cosmice ne oferă informații extrem de utile despre cum au fost produse acestea și cum se propagă prin univers.


CALET măsoară razele cosmice în spațiu  
        
Un experiment deosebit din acest punct de vedere este cel care folosește observatorul de raze cosmice CALET, care este instalat pe Stația Spațială Internațională, SSI, și care măsoară razele cosmice încă din 2015.


Locul unde este instalat CALET pe SSI


Recent, cercetătorii care exploatează CALET au publicat un articol în revista Physical Review Letters  în care arată că fierul se comportă diferit de nucleele de carbon, protoni și nucleele de oxigen. Adică spectrul de energie al fierului este diferit de spectrele de energie al celorlalte elemente chimice măsurate în razele cosmice.

Aceasta a fost oarecum o surpriză, deoarece cercetătorii se așteptau ca aceste elemente chimice produse în stele să aibă un comportament asemănător. Diferențele măsurate în spectrul fierului ne dau informații despre astrofizică și despre producerea elementelor chimice și propagarea acestora în univers.

De ce această diferență de spectre? Greu de spus în prezent. O ipoteză ar fi aceea că sursele razelor cosmice care ajung la SSI sunt diferite, iar surse diferite înseamnă traiectorii diferite pentru tipuri diferite de raze cosmice prin univers. Toate aceste diferențe de sursă și călătoria cosmică ar putea explica diferențele de spectru între razele cosmice de tipuri diferite amintite.

 

Misterul originii elementelor chimice grele   
        
Modul în care sunt produse elementele chimice în univers nu este încă pe deplin cunoscut. Știm că multe tipuri de atom (până la cel de fier) iau naștere în stele; stelele mari produc fier, cele mai mici însă nu ajung până la fier.

Studiul razelor cosmice ne ajută să înțelegem mai bine cum funcționează această uzină cosmică și să răspundem la întrebări care au de-a face inclusiv cu apariția omului, dat fiind că noi înșine suntem compuși din elemente chimice care au luat naștere în procesele stelare.

Apropo de atomii ce ne alcătuiesc, citește și: Alcătuirea atomică a organismului uman

Studiul fierului din razele cosmice, precum cel efectuat prin intermediul CALET, și al diferențelor între caracteristicile fierului (spectrul acestuia) și cele alor alte elemente chimice, ne poate da informații extrem de utile pentru a înțelege mai bine stelele și mecanismul producerii elementelor chimice din univers.


Citește și:

Cum se vede Terra și universul de pe Stația Spațială Internațională
De ce plutesc astronauţii de pe Staţia Spaţială Internaţională (SSI)?


Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Fii primul care comentează.

Spune-ne care-i părerea ta...
caractere rămase.
Ești „vizitator” ( Fă-ți un cont! )
ori scrie un comentariu ca „vizitator”

 



Dacă găsești util site-ul, ne poți ajuta cu o donație!
Donează
prin PayPal ori
Patron


Contact
| T&C | © 2021 Scientia.ro