Az elmúlt évtizedek fontos megoldatlan kérdése, hogy milyen esemény hozza létre az univerzum legnehezebb elemeit, például a jódot, a platinát, az uránt és az aranyat. Azt már tudjuk, hogy ez egy gyors neutronbefogódással járó folyamat – röviden r-folyamat. Idáig úgy vélte a tudomány, hogy az r-folyamat vagy két neutroncsillag, vagy egy neutroncsillag és egy fekete lyuk ütközéséhez, vagy pedig egy ritka szupernóva-robbanáshoz köthető, amely különleges típusú, nagy tömegű csillagok fejlődésének a végén következik be.
A jód-129 és a kűrium-247 pont ilyen izotóp, mely Naprendszerünk kialakulásakor került a meteoritok anyagába. E két atommagnak van egy közös és igen jelentős tulajdonsága: majdnem ugyanakkora a felezési idejük. Ennek eredményeként a jód-129 és a kűrium-247 aránya nem változott a több milliárd évvel ezelőtti keletkezésük óta. – „Tulajdonképpen a kezdeti jód-129 és kűrium-247 arány »befagyott« az idő során, megőrződött, akár egy fosszília, ezért ennek segítségével közvetlenül vizsgálhatjuk azt a legutolsó csillagászati eseményt, amely nehéz elemeket szállított a Naprendszerünket kialakító anyaghoz” – mondja Benoit Côté, a kutatás vezetője, a Csillagászati Intézet munkatársa.
A kutatók megvizsgálták, hogy a neutroncsillagok, illetve neutroncsillagok és fekete lyukak ütközése során milyen arányban képződik jód-129 és kűrium-247 izotóp, majd a számításokból kapott eredményeket összehasonlították a meteoritokban mérhető értékekkel. Arra a következtetésre jutottak, hogy a Naprendszer születése előtti utolsó r-folyamat nem játszódhatott le túlságosan nagy neutronsűrűségű közegben, mert akkor jóval több kűrium képződött volna a jódhoz képest. Ez azt is jelenti, hogy a nagyon nagy neutronsűrűséggel járó folyamatok – mint például amikor két neutroncsillag nagy energiájú ütközésekor az anyag kiszakad a neutroncsillag felszínéről – nem játszhattak fontos szerepet. Ellenben egy közepesen neutron-sűrű környezet – például a két összeolvadó csillag körül formálódó diszkből kilökődő anyag – már jó egyezést mutat a meteoritokban mért adatokkal.
Mivel az anyagképződés, vagyis a nukleoszintézis jóslata sok bizonytalan nukleáris tulajdonságon és csillagfolyamaton alapszik, még mindig bizonytalan a válasz arra, hogy egészen pontosan mi volt az a legutolsó csillagászati objektum, amely nehéz elemeket szállított a Naprendszerünkbe. – „Mindamellett az a felismerés, hogy az a jód-129 és a kűrium-247 arányával közvetlenül vizsgálhatjuk a nehéz elemek képződésének körülményeit, önmagában egy nagyszerű eredmény” – mondja Maria Lugaro, a budapesti kutatócsoport vezetője. Végső soron a neutroncsillag-ütközések és a csillagrobbanások jövőbeli szimulációi, illetve a nukleáris tulajdonságok kísérleti vizsgálatai igazolhatják az eredményeket, és tovább pontosíthatják Naprendszerünk, és ezen belül Földünk nehéz elemeinek eredetét.
