Όλα τα στοιχεία στο σύμπαν, από τον χρυσό έως το ασβέστιο, δημιουργήθηκαν στο εσωτερικό των άστρων. Ωστόσο, η παρουσία του στροντίου στα αρχαία άστρα προβλημάτιζε τους αστρονόμους για δεκαετίες. Μια νέα μελέτη από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν, η οποία δημοσιεύτηκε στο περιοδικό «Nature Communications Physics», έδωσε την απάντηση μέσω εξειδικευμένων εργαστηριακών δοκιμών.
Ο μηχανισμός δημιουργίας και το αίνιγμα του στροντίου
Για χρόνια, οι επιστήμονες υπέθεταν ότι τα βαρέα στοιχεία δημιουργούνται είτε μέσω της αργής διαδικασίας σύλληψης νετρονίων στα ετοιμοθάνατα άστρα είτε μέσω της ταχείας διαδικασίας στις εκρήξεις σουπερνόβα. Η μελέτη των παλαιότερων άστρων, των λεγόμενων CEMP, οδήγησε στην υπόθεση μιας ενδιάμεσης διαδικασίας. Παρόλα αυτά, το στρόντιο εμφανιζόταν στις παρατηρήσεις σε πολύ υψηλότερα επίπεδα από αυτά που προέβλεπαν οι προσομοιώσεις.
Το πρόβλημα εστιαζόταν στο ότι ο ρυθμός σύλληψης νετρονίων του ραδιενεργού ισοτόπου Κρυπτό-88 ήταν άγνωστος. Το Κρυπτό-88 έχει χρόνο ημιζωής μόλις 2,8 ώρες. Αν απορροφήσει ένα νετρόνιο, μετατρέπεται σε βαρύτερα στοιχεία όπως το ύτριο. Αν δεν απορροφήσει, διασπάται σε ρουβίδιο και στη συνέχεια σε στρόντιο.
Η εργαστηριακή λύση στο Argonne
Επειδή η απευθείας μέτρηση της απορρόφησης νετρονίων από το Κρυπτό-88 ήταν αδύνατη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τις εγκαταστάσεις του Εθνικού Εργαστηρίου Argonne. Βομβάρδισαν Βρώμιο-89, το οποίο διασπάται σε Κρυπτό-89 και μελέτησαν την ακτινοβολία γάμμα μέσω ενός ειδικού ανιχνευτή.
Με αυτόν τον τρόπο υπολόγισαν μαθηματικά τον πραγματικό ρυθμό σύλληψης νετρονίων του Κρυπτού-88. Η εισαγωγή της νέας αυτής τιμής στα αστροφυσικά μοντέλα ευθυγράμμισε απόλυτα τις προσομοιώσεις με τις παρατηρήσεις, εξηγώντας την υψηλή συγκέντρωση στροντίου στα αρχαία άστρα.
