Tellurium ontdekt in een van de plaatsen waar het kan ontstaan

Spirograafnevel - IC 418
IC 418 – de spirograafnevel, gefotografeerd door de Hubble Space Telescope. Credit: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Een internationaal team van astronomen onder leiding van het Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) en de universiteit van La Laguna (ULL) heeft in het infrarode spectrum van twee planetaire nevels tellurium gevonden en in een van de nevels werd broom aangetroffen.

Aan het einde van hun leven blazen sterren van gemiddelde massa hun buitenste lagen weg waarbij een planetaire nevel ontstaat. Tijdens dit proces worden de chemische elementen die miljarden jarenlang in hun binnenste zijn gemaakt aan de interstellaire materie toegevoegd. Deze elementen, die zwaarder zijn dan ijzer, kunnen niet met behulp van kernfusiereacties in het binnenste van sterren worden gemaakt omdat dit veel meer energie kost dan er wordt opgewekt. Deze elementen kunnen alleen maar ontstaan tijdens een proces dat we invangen van neutronen noemen en dat alleen maar plaatsvindt tijdens de laatste stadia van het leven van een ster.

Het invangen van neutronen zorgt voor veel zwaardere elementen. Het is een natuurkundig gebeuren dat alleen maar plaatsvindt tijdens de eindfase van het leven van een ster: of in gewelddadige gebeurtenissen die te maken hebben met de dood van zeer zware sterren zoals supernova-explosies of botsingen van neutronensterren. Hierbij komen enorme hoeveelheden vrije neutronen vrij. Of in de laatste fase van het leven van sterren met ene lage massa (tussen 1 en 8 zonsmassa) waar de hoeveelheid neutronen lager ligt. In het eerste situatie, noemen we het proces het r-proces (R van rapid/snel) en in de tweede situatie noemen we dit het s-proces (s=slow/langzaam).

Het is voor het eerst dat met behulp van spectroscopie telluur is aangetroffen in het infrarode spectrale gebied van twee planetaire nevels (en broom in een van deze twee nevels). De onderzoekers hebben daarvoor gebruik gemaakt van de EMIR-spectrograaf aan de Gran Telescopio Canarias en de IGRINS-spectrograaf aan de Harlan J. Smith telescoop van het McDonald observatorium in Texas. Met behulp van spectroscopie wordt het licht dat wordt ontvangen van de nevels opgesplitst in verschillende kleuren die te vergelijken zijn met een regenboog en kan men bepalen welke chemische elementen aanwezig zijn in het gas want ieder element heeft een uniek patroon van emissielijnen in deze regenboog. Op deze manier zijn voor het eerst in het infrarode spectrum de emissielijnen van telluur en broom gevonden in het spectrum van een planetaire nevel. Het zijn de meest duidelijke signalen van ionen die behoren bij deze twee zware elementen op plaatsen waar ze ontstaan.

Omdat deze elementen in slechts geringe hoeveelheden voorkomen in het heelal zijn de emissielijnen van tellurium en broom erg zwak en is dus is het noodzakelijk om grote telescopen en hele specifieke instrumenten te gebruiken.

Om de hoeveelheden van deze elementen te bepalen was het nodig om theoretische atoommodellen op te stellen om hiermee de parameters van de waargenomen ionen te kunnen berekenen. Het belang van het detecteren van deze emissielijnen in planetaire nevels is gelegen in het feit dat het betere indicatoren zijn voor het voorkomen van het element dan de lijnen die gedetecteerd worden in geëvolueerde sterren. Bovendien kunnen op deze manier deze elementen bestudeerd worden op de plaats waar ze zijn ontstaan. Telluur is in deze speciaal omdat het gemaakt kan worden door zowel r-processen als s-processen.

De berekende hoeveelheden telluur in de planetaire nevel NNGC7027 en IC418 duiden erop dat dit element veel meer dan verwacht voorkomt in de nabijheid van de ster waar de hoeveelheid is verdeeld als verwacht indien het r-proces verantwoordelijk was voor de herkomst van deze zware elementen maar naar nu blijkt moet een gedeelte van het telluur in deze planetaire nevels zijn ontstaan via het s-proces.

Het onderzoeken van deze elementen in alle plaatsen waar ze ontstaan (planetaire nevels, versmeltingen van neutronensterren en supernova-explosies) helpt de wetenschap om de bijdrage van het r-proces en het s-proces aan het ontstaan van zware elementen te begrijpen en daarmee kunnen dan theoretische modellen over de chemische evolutie van het heelal worden verfijnd.

Wat is tellurium

Tellurium of telluur is een chemisch element met atoomnummer 52, atoommassa 127,60 en symbool Te. Het heeft een zilvergrijze kleur. Telluur werd in 1782 ontdekt en in 1798 voor het eerst geïsoleerd. Het kreeg toen ook zijn naam. De naam “Telluur” is afgeleid van het Latijnse tellus en dat betekent aarde.

Op Aarde wordt telluur sinds de jaren 60 toegepast in legeringen om staal beter te kunnen verspanen en het beter te kunnen bewerken. Telluur wordt in de keramische industrie gebruikt en ook wordt het, in combinatie met cadmium, toegepast in sommige zonnepanelen.

Op Aarde is telluur redelijk zeldzaam. Het wordt zelden in vrije vorm aangetroffen. Meestal is het gebonden in mineralen als calvariet of telluriet. Telluur wordt voornamelijk gewonnen uit slakken die overblijven bij de elektrolytische zuivering van koper.

Telluur en telluurverbindingen zijn giftig. Sommige verbindingen ruiken sterk naar knoflook. Telluurvergiftigingen zijn hier dan ook vaak aan te herkennen.

Meer informatie: Simone Madonna et al. Neutron-capture Elements in Planetary Nebulae: First Detections of Near-infrared [Te iii] and [Br v] Emission Lines, The Astrophysical Journal (2018). DOI: 10.3847/2041-8213/aaccef , https://arxiv.org/pdf/1806.05458.pdf

 

Eerste publicatie: 30 juni 2018

We doen dagelijks onze best om alle artikelen zonder taal-, tik- en inhoudelijke fouten te plaatsen maar ondanks alle controle zie je zelf vaak je eigen fouten niet meer. Daarom stellen we het uitermate op prijs als je een fout komt melden!
Als je een spelfout hebt gevonden selecteer dan a.u.b. de tekst en druk Ctrl+Enter. Heb je een inhoudelijke fout gevonden, schrijf dan in het commentaarveld wat er volgens jou niet correct is.
We proberen alle gemelde fouten zo snel als mogelijk te verbeteren. Omdat de meldingen anoniem zijn vindt er geen communicatie plaats met de indiener. We houden ons het recht voorbehouden om meldingen niet te verwerken.