young_solar_system

Megmérték a Nap születésének időskáláját - szegedi kutató is közreműködött a Nature-cikket érő kutatásban

Szányi Balázs, az SZTE Fizika Doktori Iskola hallgatója és témavezetője, Maria Lugaro is részt vett a Nap kialakulásának időskálájának kiderítésére irányuló kutatásban. A nukleáris asztrofizikai módszereken alapuló eredményeket a Nature folyóirat közölte le.

Egy nemzetközi kutatói együttműködés, köztük a HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet és a Szegedi Tudományegyetem asztrofizikusai megmérték a Nap születésének időskáláját. Eredményeik szerint a Nap viszonylag gyorsan, 10-20 millió év alatt alakult csillaggá a keletkezési területének gázanyagából és nem egymagában született, hanem egy nagy csillagcsaládban.


A vizsgálat során a kutatók először megmérték a teljesen ionizált tallium ionok bomlását a németországi GSI/FAIR laboratórium speciális részecskegyorsítójának segítségével, majd a kísérlet eredményei alapján ki tudták számítani, mennyi radioaktív ólom (205Pb) keletkezik a csillagok belsejében.


A kutatók a keletkező radioaktív ólom mennyisége alapján 10-20 millió év közé eső értéket határoztak meg a Nap szülő-gázanyagból történő kialakulásának időskálájára vonatkozóan – olvasható a HUN-REN CSFK szerdai közleményében. A kutatók eredményeiket november 13-án publikálták a Nature folyóiratban.


A Nap keletkezésének időskáláját a csillagászok úgy tudják vizsgálni, hogy a Nap szülő-molekulafelhőből való kialakulásának „órájaként” azoknak a hosszú élettartamú, radioaktív atommagoknak a bomlását használják, amelyek más csillagokban keletkeztek még a Nap születése előtt.

A Nap születése óta eltelt 4,6 milliárd évben ezek a radioaktív atommagok már elbomlottak, de a meteoritokban kimutatható bomlástermékeikben hátrahagyták lenyomatukat. A vizsgálat elvégzéséhez az ideális „alany” a radioaktív ólom (205Pb), az egyetlen radioaktív atommag, amely kizárólag közepes tömegű, a Napnál körülbelül kétszer-négyszer nagyobb tömegű csillagokban képes keletkezni neutronbefogás útján.

A Földön a radioaktív ólom (205Pb) atomok 205Tl (tallium) atommá bomlanak egy atomi elektron befogásával, ami által az egyik protonjuk neutronná alakul át. A csillagokban, ahol a hőmérséklet sokkal magasabb (akár több százmillió Celsius-fok) és az atomokból az összes elektron kiszakadt, a fordított folyamat is végbe tud menni: a 205Tl bomlik 205Pb-re. Ez egy kivételes ritka bomlási mód.


„A két atommag komplex viselkedése miatt a csillagokban keletkező radioaktív ólom mennyiségét csak akkor tudjuk megbecsülni, ha ismerjük, hogy a két atommag egymássá bomlásának sebessége hogyan változik a hőmérséklettel a csillag belsejében. Problémát jelent, hogy ezeket a bomlásokat normál laboratóriumi körülmények között nem lehet mérni, mivel a Földön a tallium stabil” – magyarázzák a kutatók.

Ennek az akadálynak az áthidalására egy, 12 ország 37 intézményének kutatóiból álló csoport megmérte a teljesen ionizált tallium ionok bomlását a németországi GSI/FAIR laboratórium speciális részecskegyorsítójának segítségével. Ehhez a talliumot meg kellett fosztani az összes elektronjától és ebben a különleges állapotban kellett tartani több órán keresztül.


A munkát ezután az asztrofizikusok vették át, köztük a HUN-REN CSFK Csillagászati Intézet és a Szegedi Tudományegyetem kutatói, akik új csillagmodellek számításával megbecsülték, mennyi radioaktív ólom dobódik ki a közepes tömegű csillagokból.

„A bomlási ráták pontosított értékei lehetővé teszik számunkra, hogy nagy bizonyossággal megbecsüljük, mennyi radioaktív ólom (205Pb) keletkezett a csillagokban és jutott a Napunk szülő-gázfelhőjébe” – ismertette Szányi Balázs, a Szegedi Tudományegyetem Fizika Doktori Iskolájának hallgatója, az SZTE Fizikai Intézet Kísérleti Fizikai Tanszék munkatársa.

„A meteoritokból származtatható radioaktív ólom mennyiséggel összevetve megállapítottuk, hogy a Nap viszonylag gyorsan, 10-20 millió év alatt alakult csillaggá a keletkezési területének gázanyagából. Ez összhangban van ugyanezen csillagokban keletkezett más radioaktív atommagokkal. Ez azt jelenti, hogy a Napunk nem egymagában született, hanem egy nagy csillagcsaládban, számos testvérével együtt, amelyek régen szétszéledtek és elvesztették egymást” – foglalta össze a közleményben Maria Lugaro, a CSFK Csillagászati Intézet kutatója, az SZTE Fizika Doktori Iskola témavezetője.


„Az úttörő kísérleti berendezések, a világ magfizikai és asztrofizikai kutatócsoportjainak interdiszciplináris együttműködése és rengeteg kemény munka segíthet megérteni a csillagok belsejében zajló nukleáris folyamatokat. Az új kísérletünk feltárta azon 4,6 milliárd évvel ezelőtti események időskáláját, amelyek a Napunk kialakulásához vezettek” – emeli ki Guy Leckenby, a kanadai nemzeti részecskegyorsító központ (TRIUMF) PhD-hallgatója és a publikáció első szerzője.

A kutatók munkájukat elhunyt kollégáik, Fritz Bosch, Roberto Gallino, Hans Geissel, Paul Kienle, Fritz Nolden, and Gerald J. Wasserburg emlékére ajánlják, akik több évtizeden át támogatták ezt a kutatást.

(MTI közlemény)





Tanulmányi hírek

Honlap_borito

Érdekel a körülötted lévő világ, és megismernéd pontosabban hogyan is működik? Szeretnél az ország egyik legjobb egyetemén egy gyönyörű városban tanulni? Ha a válaszod igen, legyél Te is fizika, fizikus-mérnök, csillagász, fotonikai mérnöki vagy fizikatanár szakos hallgató az SZTE-n!

phd

A doktori képzésre jelentkezés határideje: 2025. május 15.

Friss hírek

Dr. Osvay Károly lézerfizikus

A Szegedi Tudományegyetem dr. Osvay Károly által vezetett TeWaTi lézer kutatócsoportja, valamint a prof. dr. Hideghéty Katalin vezette radioonkológiai kutatócsoportja is részt vesz az EuPRAXIA (European Plasma Research Accelerator with Excellence in Applications) nemzetközi konzorcium által kitűzött új generációs lézer-plazma gyorsítású szabadelektron-lézer előkészítésében.

Fejlec_SZTE_FI_9

Hogyan lesz egy végzett fizikusból IT biztonsági szakember a világ egyik legnagyobb játékgyártó vállalatánál? Interjúnkban Varga Dániel, egy olyan szakember mesél karrierútjáról, aki az SZTE Fizikai Intézet AdOptIm kutatócsoportjából indulva a LEGO Csoport Digitális Biztonság csapatában találta meg hivatását. Bár munkájában közvetlenül nem használja a fizikatudását, az egyetemi évek során megszerzett analitikus gondolkodás, problémamegoldó készség és adatfeldolgozási tapasztalat kulcsszerepet játszik mindennapi feladataiban. Cikkünkben betekintést nyerhetünk abba, hogyan vezetett az útja az IT világába, milyen kihívásokkal találkozik, és mi teszi izgalmassá a kiberbiztonság területét.

Kövess minket



instagramYouTube

Készítő