Tähtiräjähdys mallintuu hiukkaskiihdyttimessä

Tähdissä tapahtuvien prosessien yksityiskohtiin päästään käsiksi maanpinnan laboratorioissa hiukkaskiihdyttimillä. Tutkimuksissaan yhdysvaltalaistutkijat keskittyivät tähtiräjähdyksiin, joissa alkuaineita muuttuu toisiksi.

"Yliopistomme NSCL-laboratoriossa pystymme mittaamaan atomien ominaisuuksia, jotka saavat aikaan tähtien räjähdyksiä, ja syntetisoimaan alkuaineita. Nämä ovat välttämättömiä tietoja mallien lähtökohdiksi", kertoo Christopher Wrede Michiganin valtionyliopistosta.

"Räjähtäviä tähtiä pystytään havainnoimaan, ja astrofyysikot mallintavat niitä supertietokoneilla", hän jatkaa.

Harvinaisten alkuaineiden eri muotoja eli isotooppeja voidaan pitää tähtien DNA:na. Yksi tutkimusprojekteista liittyy alumiini-26-isotoopin syntyyn Linnunradassa. Sen määrä aurinkokunnan muodostaneessa ainekiekossa on voinut vaikuttaa esimerkiksi veden määrään Maassa.

Hiukkaskiihdyttimellä tehdyissä kokeissa pääteltiin, että korkeintaan 30 prosenttia alumiini-26:sta on voinut syntyä novaräjähdyksissä. Loppu on muodostunut muissa prosesseissa, joihin kuuluvat esimerkiksi supernovat.

Hiukkaskiihdyttimien avulla voidaan periaatteessa tutkia hyvin monenlaisten isotooppien kehitystä ja muuttumista toisikseen. Lähtökohtana ovat vety ja helium, joita syntyi alkuräjähdyksessä.

Parhaillaan Michiganiin valmistellaan uuta FRIB-tutkimuskeskusta, jossa pystytään kokeilemaan erilaisia prosesseja vielä monipuolisemmin. 690 miljoonaa euroa maksavan FRIB-yksikön on määrä valmistua 2022.

Aiheesta lisää Michigan State University (englanniksi)