Wie gut sind die Obergrenzen für schwere Elemente?

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Es gibt zwischen 90 und 254 stabile Kerne bis zum Element Nr. 82. In Diskussionen und Grafiken über die Urknall-Nukleosynthese wird nichts über Lithium erwähnt. Es ist eine ziemlich sichere Wette, dass keines der schwereren Elemente in einigermaßen ursprünglichen Gasen beobachtet wurde, da die Auswirkungen tiefgreifend genug wären, um selbst in populären Büchern über den Urknall erwähnt zu werden.

Hat sich jemand die Mühe gemacht, nach allen schwereren Elementen zu suchen? Haben wir wie in explizite experimentelle Obergrenzen für die Konzentrationen einiger oder aller dieser schwereren Elemente oder nur ein qualitativeres "Keine Beweise für irgendetwas anderes gesehen"?

cosmology big-bang-theory observational-astronomy Sean Lake
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Antworten:

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Gute Frage! Normalerweise wird das Fehlen schwerer Elemente als Indikator dafür angesehen, dass etwas aus (nahezu primordialem) Gas hergestellt wurde.

Eine Antwort könnte also sein, zu fragen, was die niedrigsten jemals gemessenen Häufigkeiten in Bezug auf Wasserstoff sind.

Ich bin mit den aktuellen Rekordhaltern nicht ganz auf dem neuesten Stand, aber es wurden Sterne mit Eisenhäufigkeiten gefunden, die 5 Größenordnungen weniger sind als in der Sonne ( Norris et al. 2013 ). Dies entspricht A (Fe) auf der üblichen logarithmischen Skala, wobei Wasserstoff A (H) = 12 hat.∼2

Die Einschränkungen für andere Eisenpeakelemente sind ähnlich. Alpha-Elemente wie O, Mg sind normalerweise in sehr metallarmen Sternen verstärkt, daher sind die Einschränkungen um eine Größenordnung höher.

Rob Jeffries
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Nachdem Astronomen bereits im Juni 2013 die Kollision zweier Neutronensterne beobachtet hatten, entstand eine Theorie, die besagt, dass die meisten (alle?) Elemente, die schwerer als Eisen sind, bei Neutronenstern-Neutronenstern- oder Schwarzloch-Neutronenstern-Kollisionen synthetisiert wurden. Es gibt einen Artikel in Smithsonian , der eine anständige Erklärung hat.

Nach meinem Verständnis hat diese Theorie noch keine breite Akzeptanz gefunden, obwohl die Autoren ein ziemlich überzeugendes Argument dafür zu liefern scheinen. Zeit und weitere Beobachtungen können den Deal besiegeln oder nicht.

Bearbeiten: Hinzufügen einiger zusätzlicher Referenzen: von Physics.org . Und hier ist das Papier, das der Artikel zitiert . Und von Nova .

BillDOe
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Ich denke, vielleicht sollten Sie die eigentliche Zeitung lesen. arxiv.org/abs/1306.3960 Das sagt es überhaupt nicht und auch nicht die Hälfte dessen, was im Smithsonian-Stück gesagt wird.
Rob Jeffries
Aus dem PDF geht hervor, dass "erstens die abgeleitete Auswurfmasse in Verbindung mit der (wenn auch wenig bekannten) Rate von Zusammenschlüssen kompakter Objekte darauf hindeutet, dass solche Zusammenschlüsse wahrscheinlich der primäre Ort für den R-Prozess sind ... Aus Wikipedia", The r -Prozess ist ein Nukleosynthesevorgang, der in Kernkollaps-Supernovae stattfindet (siehe auch Supernova-Nukleosynthese) und für die Bildung von ungefähr der Hälfte der neutronenreichen Atomkerne verantwortlich ist, die schwerer als Eisen sind. "
BillDOe
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So wird nur die Hälfte der Elemente, die schwerer als Fe sind, durch den r-Prozess erzeugt; Wir haben wenig Ahnung, wie hoch die Fusionsraten für Neutronensterne oder die Erzeugungsrate für Neutronenstern-Binärdateien sind. Daher ist die Behauptung, dass dies der dominierende Prozess sein muss , unhaltbar. Der R-Prozess muss sicherlich in Supernovae wirken. Die Frage ist, ob sie für alle R-Prozess-Elemente verantwortlich sein können oder ob ein anderer Beitrag erforderlich ist, um Elemente um den dritten R-Prozess-Peak (im Grunde Gold, Iridium, Platin) zu erzeugen und Osmium). Das Papier erwähnt nicht einmal Gold.
Rob Jeffries