مدل‌های امروزی پیش‌بینی می‌کنند که ایزوتوپ روی-82 باید فراوان‌ترین عنصر در پوسته بیرونی ستارگان نوترونی باشد. اندازه‌گیری دقیق جرم این ایزوتوپ توسط محققان سرن نشان دهنده عدم صحت این موضوع است و منجر به ایجاد مدل جدیدی شده است که با ستاره‌های نوترونی کشف شده‌ی جدید نیز سازگار است.

واکنش‌های همجوشی هسته‌ای که در داخل ستاره‌ها صورت می‌گیرد، می‌تواند بسیاری از عناصر سبک‌تر از آهن یافت شده بر روی زمین را به وجود بیاورد. عناصر سنگین‌تر احتمالا در حین انفجارهای ابرنواختری ستارگان سنگین به وجود آمده‌اند و یا اینکه به نحوی در پوسته خارجی ستارگان نوترونی فوق‌العاده چگال باقی مانده از این انفجارها شکل گرفته‌اند.

چنانچه عناصر سنگین به راستی از ستارگان نوترونی نشأت گرفته باشند، فراوانی آن‌ها باید نشان دهنده ترکیب پوسته خارجی این نوع ستارگان باشد. البته فراوانی عناصر سنگین موجود در ستارگان نوترونی دارای تغییرات سریع نسبت به افزایش عمق است، چرا که با زیاد شدن چگالی نوترونی امکان خلق هسته‌های سنگین‌تر به وجود می‌آید. اخیرا محققان در فیزیکال ریویو لترز گزارشی از اندازه‌گیری دقیق جرم ایزوتوپ‌های کم‌عمر عنصر روی را منتشر کرده‌اند که ترکیب پیش‌بینی شده برای پوسته خارجی ستارگان نوترونی را اصلاح می‌کند. تیم متشکل از دانشمندان بین‌المللی که در حال انجام آزمایش ISOLTRAP در تأسیسات باریکه‌های یونی پرتوزا در سرن هستند، جرم روی-82 را که ایزوتوپی غنی از نوترون است به طور دقیق اندازه‌گیری نموده‌اند. مدل‌های کنونی پیشنهاد می‌کنند که این ایزوتوپ باید به وفور در پوسته‌ بیرونی ستاره‌های نوترونی یافت شود. این محققان ابتدا از یک روش جدید برای جدا نمودن سریع یون‌های روی مورد نظر از هزاران یون دیگر که دارای جرم مشابه بودند استفاده کردند، و سپس جرم روی-82 را نسبت به یک چارچوب، با دقتی بیش از 40 در یک میلیارد اندازه‌گیری کردند. البته تمام این مراحل باید بسیار سریع انجام گیرد، چرا که روی-82 با نیمه عمری کمتر از ربع ثانیه به سرعت دچار واپاشی می‌شود.

این اندازه‌گیری جدید جرم از یک مدل بازبینی شده پشتیبانی می‌کند که در آن به جای یون‌های روی-82 در پوسته خارجی ستاره‌های نوترونی نیکل-78 به وفور وجود دارد. این مدل بازبینی شده همچنین به خوبی با کشف یک ستاره نوترونی جدید که بسیار سنگین‌تر از چیزی است که مدل‌های قبلی پیش‌بینی می‌کنند سازگار است.

منبع:http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.110.041101

مرجع:http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i4/e041101