Za bolje razumijevanje porijekla elemenata, zvijezde su naš prozor u svijet nuklearnih reakcija gdje nastaju gotovo svi elementi teži od helija. No, koji su točno soalrni procesi zaslužni za nastanak ovih elemenata? Postoji li mogućnost identificiranja obrazaca u koncentracijama elemenata promatranim u različitim astrofizičkim okruženjima poput zvijezda, galaksija ili kuglastih skupova? Skupina istraživača sa Sveučilišta Sjeverne Karoline nedavno je fokusirala svoja istraživanja na procese uništavanja kalija u kuglastim skupovima, s posebnim osvrtom na skup NGC 2419. Njihovi su rezultati objavljeni u uglednom časopisu Physical Review Letters.
Kuglasti skupovi, poznati i kao globularni skupovi, gravitacijski su povezane skupine zvijezda. Astronomi u njima često primjećuju izražene obrasce u relativnim količinama različitih elemenata od zvijezde do zvijezde. Jedan od tih obrazaca je antikorelacija između kisika i natrija: zvijezde koje sadrže više natrija obično sadrže manje kisika, i obrnuto. Ova antikorelacija natrija i kisika (Na-O) samo je jedna od mnogih otkrivenih, ukazujući na specifične, a ponekad i nepoznate, procese unutar određenih kuglastih skupova.
NGC 2419
Prvi put otkrivena 2012. godine, antikorelacija magnezija i kalija (Mg-K) u kuglastom skupu NGC 2419 povezana je s reakcijama izgaranja vodika na temperaturama između 80 i 260 milijuna kelvina. Međutim, misterij ostaje: zvijezde koje pokazuju ovu antikorelaciju su relativno mladi crveni divovi, čije jezgre ne bi trebale biti dovoljno vruće za nuklearne reakcije koje bi izmijenile količine magnezija i kalija. Vodeća hipoteza sugerira miješanje kalija i magnezija iz starih zvijezda u skupu, no brzina reakcije kojom se kalij uništava do danas ostaje neodređena.
Istraživački tim je pokušao rekreirati ovu reakciju uništavanja kalija provodeći eksperiment na sličnoj nuklearnoj reakciji (39K + 3He —> 40Ca + d) u Laboratoriju za nuklearnu fiziku triju sveučilišta (TUNL). Reakcija, koja uključuje prijenos protona iz helija-3 na kalij-39, rezultirala je stvaranjem kalcija-40. Ovaj eksperimentalni pristup omogućava simulaciju stvarne reakcije destrukcije kalija u zvijezdi. Otkriće da se kalij može uništiti na znatno nižim temperaturama i to 13 puta brže nego što se prethodno mislilo, moglo bi značajno promijeniti naše modele stvaranja elemenata u zvijezdama, ne samo u kontekstu kuglastog skupa NGC 2419, već i u širem kontekstu astrofizičkih modela koji uključuju kalij.
