Imagine ser capaz de visualizar aspectos microscópicos de uma nova clássica, uma explosão estelar massiva na superfície de uma estrela anã branca (quase tão grande quanto a Terra), em um laboratório, e não de longe por meio de um telescópio.

Detonações cósmicas desta escala e maiores criaram muitos dos átomos em nossos corpos, diz Christopher Wrede da Michigan State University, que se apresentou na reunião da Associação Americana para o Avanço da Ciência. Uma maneira segura de estudar esses eventos em laboratórios na Terra é investigar os núcleos exóticos ou "isótopos raros" que os influenciam.

"Os astrônomos observam estrelas explodindo e os astrofísicos as modelam em supercomputadores, "disse Wrede, professor assistente de física no Laboratório Nacional de Ciclotron Supercondutor da MSU. "No NSCL e, no futuro na Instalação para Feixes de Isótopos Raros, somos capazes de medir as propriedades nucleares que impulsionam as explosões estelares e sintetizam os elementos químicos - dados essenciais para os modelos. Isótopos raros são como o DNA de estrelas em explosão. "

A apresentação de Wrede explicou como isótopos raros são produzidos e estudados no NSCL da MSU, e como eles lançam luz sobre a evolução da matéria visível no universo.

"Isótopos raros nos ajudarão a entender como as estrelas processaram parte do gás hidrogênio e hélio do Big Bang em elementos que constituem planetas sólidos e vida, "Wrede disse." Experimentos em raras instalações de feixes de isótopos estão começando a fornecer as informações detalhadas da física nuclear necessárias para entender nossas origens. "

Em um experimento recente, A equipe de Wrede investigou a produção estelar do isótopo radioativo alumínio-26 presente na Via Láctea. Uma injeção de alumínio-26 na nebulosa que formou o sistema solar pode ter influenciado a quantidade de água na Terra.

Usando um feixe de isótopo raro criado em NSCL, a equipe determinou a última taxa de reação nuclear desconhecida que afeta a produção de alumínio-26 em novas clássicas.

Eles concluíram que até 30 por cento poderiam ser produzidos em novae, e o resto deve ser produzido em outras fontes, como supernovas.

Pesquisas futuras agora podem se concentrar na contagem do número de novas na galáxia por ano, modelando a hidrodinâmica de novas e investigando as outras fontes em detalhes nucleares completos.

Para estender seu alcance a eventos astrofísicos mais extremos, os cientistas nucleares continuam aprimorando suas tecnologias e técnicas. Tradicionalmente, feixes de íons estáveis ​​têm sido usados ​​para medir reações nucleares. Por exemplo, bombardear um pedaço de folha de alumínio com um feixe de prótons pode produzir átomos de silício. Contudo, estrelas em explosão produzem isótopos radioativos de alumínio que se decompõem em outros elementos muito rapidamente para fazer deles um alvo em folha.

"Com FRIB, vamos reverter o processo; vamos criar um feixe de íons de alumínio radioativo e usá-lo para bombardear um alvo de prótons, "Wrede disse." Assim que o FRIB estiver online, seremos capazes de medir muito mais reações nucleares que afetam a explosão de estrelas. "