Ho boleloa'ng ka astrophysics ea nyutlelie?
Astrophysics ea nyutlelie ke lekala la saense le ithutang lits'ebetso tsa nyutlelie tse etsahalang bokahohleng le kamoo li bōpang, li fetolang le ho aba lintho tsa bokahohle kateng. Le hoja astrophysics ka kakaretso e sebetsana le lintho tsa leholimo—tse kang linaleli, lipolanete, li-nebulae le lihlopha tsa linaleli—astrophysics ea nyutlelie e totobatsa "mechine" e sebetsang ka hare ho eona: liketso tsa nyutlelie, ho bola ha mahlaseli a kotsi, le likamano tsa likaroloana tse nang le matla a mangata tse khethollang ho iphetola ha linaleli le tšimoloho ea likaroloana tsa lik'hemik'hale.
Bophelong ba letsatsi le letsatsi, re tseba khubu ea athomo e le setsi sa athomo, e entsoeng ka liprothone le li-neutron. Sebakeng, li-nuclei tsena ha li lule moo feela; li arabela libakeng tse nang le mocheso o feteletseng le khatello. Ka mohlala, bohareng ba naleli, mocheso o fihla ho limilione ho isa ho li-degree tse libilione. Maemo ana a lumella li-nuclei tsa athomo ho thulana le ho feta ho kopanngoa ha nyutlelie, ho kopanya li-nuclei tse bobebe ho tse boima ha ka nako e ts'oanang ho lokolla matla. Matla ana ke 'ona a etsang hore linaleli li khanye' me ke "fektheri" ea mantlha bakeng sa ho thehoa ha likarolo bokahohleng.
Ke hobane'ng ha astrophysics ea nyutlelie e le ea bohlokoa?
Fisiks ea linaleli ea nyutlelie e araba lipotso tse 'maloa tsa bohlokoa tsa saense. Ea pele: likarolo tsa lik'hemik'hale li tsoa hokae? Likarolo tse kang khabone e 'meleng ea rona, oksijene eo re e hemang, esita le khauta e mabenyaneng ha li hlahe feela moeeng o mosesaane. Li bōptjoa ka letoto la liketso tsa nyutlelie linaleling le liketsahalong tse feteletseng tsa bokahohle, ebe li hasana sebakeng se pakeng tsa linaleli ka meea ea linaleli kapa ho phatloha ha supernova. Ea bobeli: linaleli li phela le ho shoa joang? Potoloho ea bophelo ba naleli e khethoa haholo ke "mafura" a nyutlelie a fumanehang bohareng ba eona le hore na ke liketso life tse busang mohatong o itseng. Ea boraro: re leka melao ea fisiks joang tlas'a maemo a feteletseng ka ho fetisisa? Liketsahalo tse kang linaleli tsa neutron li na le boima bo phahameng haholo, e leng se etsang hore e be lilaboratori tsa tlhaho bakeng sa ho leka likhopolo tsa lintho ka boima bo feteletseng.
Mehopolo ea motheo: ho kopanya, ho bola le ho hapa likaroloana
Fisiks ea linaleli ea nyutlelie e qala ka lits'ebetso tse tharo tse kholo.
1. Ho kopanngoa ha di-nuclei: ho kopanngwa ha di-nuclei tse bobebe ho di-nuclei tse boima. Mohlala o tsebahalang haholo ke phetoho ya haeterojene ho ba helium dinaleding tse kang Letsatsi. Ho kopanngwa ha di-nuclei ho lokolla matla hobane boima bohle ba dihlahiswa bo ka tlase hanyane ho boima ba di-reactants; phapang ena ya boima e fetolwa ho ba matla ho ya ka equation \(E = mc^2\).
2. Ho bola ha mahlaseli a kotsi: di-nuclei tse sa tsitsang di fetoha di-nuclei tse ding ka ho ntsha dikarolwana kapa mahlaseli. Ho bola hona ho bohlokwa maemong a fapaneng, jwalo ka ho sebetsa e le mohlodi wa mocheso wa kahare dinthong tse ding tsa lehodimo le e le "oache" ya bokahohleng ho fumana dilemo.
3. Ho hapa likaroloana: mohlala, ho hapa li-neutron kapa li-proton ke nucleus. Ts'ebetso ena ke ea bohlokoa bakeng sa ho thehoa ha likarolo tse boima, haholo-holo ha li-neutron li le ngata 'me li fumaneha ka nako e khuts'oane.
Mekhoa ena e meraro e etsahala ka lebelo le susumetsoang ke mocheso, bongata, sebopeho sa thepa, le monyetla oa karabelo. Mona ke moo data ea fisiks ea nyutlelie—joalo ka likarolo tse tšekaletseng tsa karabelo le halofo ea bophelo—e bang ea bohlokoa.
Fisiks ea linaleli ea nyutlelie ka hare ho linaleli: ho tloha ho "cheseng" ha haeterojene ho ea ho tšepe
Linaleli li fumana matla ho tsoa karabelong ea ketane ea liketso tsa nyutlelie tseo hangata li bitsoang mohato oa "ho chesa", leha o fapane le ho chesa ka lik'hemik'hale. Tatellano ea mekhahlelo ena e itšetlehile ka boima ba naleli.
– Ho cha ha haedrojene: Linaleling tse kang Letsatsi, haedrojene e kopana ho etsa helium haholo-holo ka ketane ea proton-proton. Linaleling tse khōlō le tse chesang haholoanyane, potoloho ea CNO (carbon-nitrogen-oxygen) ke eona e busang; likarolo tsa C, N, le O li sebetsa e le li-catalyst.
– Ho tjheswa ha helium: Ha haeterojene e ka hare ho khubu e ntse e fokotseha, khubu e a fokotseha mme e futhumala, e leng se dumellang helium ho kopana ka tshebetso ya triple-alpha ho etsa carbon. Ho tloha ho sena, dielemente tse kang oksijene le tsona di ka thehwa.
– Mehato e tsoetseng pele linaleling tse kholo: Linaleli tse kholo li ka tsoela pele ho kopanya likarolo tse boima: khabone, neon, oksijene, esita le silicon. Mehato ena e hlahisa li-core tse boima haholoanyane, qetellong li atamela tšepe.
Ke hobane'ng ha tšepe hangata e bitsoa moeli? Hobane ho kopana ha li-nuclei tse boima ho feta tšepe ha ho sa lokolla matla, empa ho e-na le hoo hoa a hloka. Ka lebaka leo, ha karolo e ka hare ea naleli e kholo e tletse likarolo tse kang tšepe, "enjene" ea matla a ho kopanya e khaotsa ho sebetsa. Nakong ena, naleli e kholo e haufi le ho putlama ha matla a khoheli, e leng se ka lebisang ho supernova.
Li-supernova le tsoalo ea lintho tse boima
Liketsahalo tsa supernova ke ketsahalo e kholo ho astrofisik ea nyutlelie. Ha karolo e ka hare ea naleli e kholo e putlama, ho phatloha ho hoholo hoa etsahala. Tlas'a maemo ana a feteletseng, ho hlaha phallo e matla ea neutron, e lumellang likarolo tse boima haholo ho feta tšepe ho thehoa ka ho tšoaroa ha neutron.
Ka kakaretso, ho na le mekhoa e 'meli ea ho thehoa ha likarolo tse boima:
– Ts'ebetso ea s (ho tšoaroa ha neutron butle): ho tšoaroa ha neutron ho etsahala butle ho feta ho bola ha beta. Ts'ebetso ena hangata e etsahala linaleling tse khubelu tse kholo (mohlala, linaleli tse mohatong oa AGB) 'me e hlahisa likarolo tse itseng tse kang strontium, barium, le loto.
– Ts'ebetso ea r (ho tšoaroa ha neutron ka potlako): ho tšoaroa ha neutron ho etsahala ka potlako haholo ho feta ho bola ha beta. Ts'ebetso ena e hloka tikoloho e ruileng haholo ka neutron. Ntle le supernovae, ho kopana ha linaleli tsa neutron joale ho tsejoa e le mohloli o moholo oa ts'ebetso ea r, ho hlahisa likarolo tse kang khauta, platinum le likarolo tse ling tse boima.
Ho sibolloa ha maqhubu a khoheli ho tsoa ho kopaneng ha linaleli tsa neutron le ho hlokomeloa ha kilonovae ho matlafatsa mohopolo oa hore likarolo tse boima li ka "hlahisoa" liketsahalong tse joalo. Sena se bontša kamoo astrophysics ea nyutlelie e hokahanyang khopolo-taba, tlhokomelo le liteko paleng e le 'ngoe ea bokahohle.
Karolo ea linaleli tsa neutron, mahlaseli a bokahohle le li-neutrino
Ntle le linaleli tse tloaelehileng, lintho tse feteletseng tse kang linaleli tsa neutron le tsona ke lihlooho tsa bohlokoa. Linaleli tsa neutron ke masala a maholo a supernova; khaba e nyane ea thepa ea tsona e ka boima ba lithane tse libilione. Moo, likamano tsa nyutlelie li kenyelletsa maemo a lintho tse teteaneng tseo ho leng thata ho li pheta laboratoring. Astrophysics ea nyutlelie e boetse e ithuta liketso karolong e ka holimo ea linaleli tsa neutron, tse kang tse hlahang ha thepa e tsoang naleling e tsamaeang le eona e oela (ho bokellana), e bakang ho phatloha ha X-ray.
Ho sa le jwalo, mahlasedi a bokahohle—dikarolwana tse nang le matla a mangata haholo tse tsamayang sebakeng—a ka thulana le sepakapaka sa polanete kapa dintho tse pakeng tsa dinaledi mme a baka ho phatloha ha di-nuclei, a arola di-elemente tse bobebe jwalo ka lithium, beryllium le boron. Sena se hlalosa hore na ke hobaneng ha dielemente tse ding tse bobebe di sa fumanehe ka bongata kopanong ya dinaledi empa leha ho le jwalo di etsahala tlhahong.
Li-neutrino le tsona li bohlokoa haholo. Likaroloana tsena li sebelisana hanyane le lintho tse bonahalang, empa li hlahisoa ka bongata bo boholo ka har'a methapo ea linaleli 'me haholo-holo nakong ea supernovae. Ho fumanoa ha li-neutrino ho tsoa ho supernovae (joalo ka SN 1987A) ho fana ka bopaki bo tobileng ba lits'ebetso tsa nyutlelie le matla a nyutlelie a ke keng a bonoa ka khanya feela.
Bo-rasaense ba e batlisisa joang?
Fisiks ea linaleli ea nyutlelie ke tšimo e nang le lithuto tse ngata tse fapaneng. Mekhoa ea eona e kenyelletsa:
1. Litlhokomelo tsa linaleli: Spectroscopy e sebelisetsoa ho khetholla likarolo tse linaleli le li-nebulae ka mela ea spectral. Bongata ba likarolo bo fana ka leseli la lits'ebetso tsa nyutlelie tse etsahalang.
2. Liteko tsa fisiks ea nyutlelie: Ka laboratoring, bo-rasaense ba lekanya karolo e fapaneng ea liketso matleng a amanang le maemo a linaleli. Phephetso ke hore liketso linaleling hangata li etsahala matleng a tlase ka menyetla e tlase, kahoo liteko li hloka lisebelisoa tse lemohang haholo le libaka tse khethehileng.
3. Diketsiso tsa khomphutha: Hobane ditshebetso tse ngata di etsahala tlasa maemo a feteletseng mme di kenyelletsa marangrang a maholo a karabelo, mehlala ya dipalo e sebediswa ho etsisa ho iphetola ha dinaledi, supernovae, le ho thehwa ha dielemente.
4. Linaleli: Ho shebella li-neutrinos, mahlaseli a gamma le maqhubu a khoheli ho tlatsana le tlhahisoleseling e tsoang leseling le bonahalang, e leng se etsang mehla ea "bolepi ba linaleli ba manģosa a mangata".
Qetello
Astrophysics ea nyutlelie ke thuto ea kamoo liketso tsa nyutlelie li matlafatsang linaleli kateng, li bakang liketsahalo tse tšosang tsa bokahohle, le ho theha likarolo tsa lik'hemik'hale tse etsang lefatše le re potileng. Ho tloha ho kopaneng ha haedrojene Letsatsing ho ea ho ho phatloha ha supernova le ho kopana ha linaleli tsa neutron tse hlahisang likarolo tse boima, kaofela ke karolo ea pale e tšoanang: bokahohle bo ile ba iphetola ka mekhoa ea nyutlelie. Ho utloisisa astrophysics ea nyutlelie ho bolela ho utloisisa tšimoloho ea lintho tse bonahalang, nalane ea linaleli, le mekhoa ea motheo e etsang hore bokahohle bo be joalo kajeno.
Haeba o lakatsa, nka etsa mofuta o tsebahalang haholo oa sengoloa sena (puo e bobebe) kapa mofuta o nang le thuto e ngata (ka mekhoa, mehlala ea liketso, le litšupiso tsa likhopolo tse kang ketane ea proton-proton, triple-alpha, le ts'ebetso ea s/r ka botlalo).
