Wie oben erwähnt....
Wie oft geben nackte Kerne Strahlung ab?
Können Kerne anhand der Wellenlängen oder Amplituden der von ihnen emittierten Gammastrahlen identifiziert werden? Wie sieht es mit Isotopen aus?
Es macht kaum einen Unterschied, ob es sich um einen nackten Kern, ein teilweise ionisiertes Atom oder ein neutrales Atom handelt. Ihre Gamma-Emissionsspektren sind alle gleich (mit Ausnahme des Elektroneneinfangs, der bei einem nackten Kern nicht auftreten kann). Für die Gammastrahlenastronomie macht es im Prinzip keinen Unterschied, ob es sich um ein Plasma oder ein kaltes Gas handelt.
Die Identifizierung eines Kerns ist dasselbe wie die Identifizierung eines Isotops. Der Begriff „Gammastrahlung“ bezieht sich normalerweise auf Photonen, die vom Kern emittiert werden, was bedeutet, dass das Gammaspektrum ein Fingerabdruck des Kerns ist, nicht nur des chemischen Elements. Es gibt jedoch K-Schalen-Röntgenstrahlen, die sich energetisch mit dem niederenergetischen Gammaspektrum überlappen, und dies sind Signaturen des Elements. (Tatsächlich war dies eine der ersten Methoden zur Bestimmung von Ordnungszahlen, ca. 1910.)
Wie oft geben nackte Kerne Strahlung ab?
Die Emissionsrate ist umgekehrt proportional zur Halbwertszeit. Jeder Kern hat einen Grundzustand, der keine Gammas emittieren kann. Fast alle Kerne im Universum befinden sich in ihrem Grundzustand.
Um ein diskretes Gammastrahlen-Linienspektrum von einer astronomischen Quelle zu beobachten, benötigen Sie alle folgenden Dinge: (1) Sie benötigen einen Detektor mit hoher Auflösung; (2) Sie brauchen ein Ereignis, das eine ganze Reihe von Kernen in angeregten Zuständen erzeugt hat; (3) die Quelle kann sich aufgrund des Doppler-Effekts nicht schnell genug bewegen, um die Linien zu verschmieren; (4) die Gammas müssen in der Lage sein, dem Ereignis, das sie erzeugt hat, zu entkommen, ohne resorbiert zu werden; (5) Der angeregte Zustand muss eine Halbwertszeit haben, die kurz genug ist, um die Quelle ziemlich intensiv zu machen, aber lang genug, damit die Kerne weit genug entwichen sind, damit ihre Gammas nicht reabsorbiert werden.
#1 ist in der Gammastrahlenastronomie manchmal, aber nicht immer der Fall. Wir können #2 von Supernovae bekommen. #3 ist normalerweise nicht der Fall für die meisten hochenergetischen Gammastrahlenquellen, die schwarze Löcher sind. #4 ist bei Supernovae nicht der Fall.
Der erste Open-Access-Übersichtsartikel, auf den ich beim Googeln stieß, war dieser aus dem Jahr 1982. Er besagt im Wesentlichen, dass bis zu diesem Zeitpunkt noch keine diskrete Linienquelle erfolgreich mit einer Gammastrahlen-Emissionslinie eines Kerns identifiziert worden war. (Die Elektron-Positron-Vernichtungslinie von 511 keV taucht in einigen der Spektren auf, die sie zeigen.) Mit anderen Worten, das ist ziemlich schwierig. Es sieht jedoch so aus, als ob Kernlinien vom Supernova-Überrest Cassiopeia A entdeckt wurden . Dies wurde kürzlich (2018) durchgeführt und scheint an den Grenzen der aktuellen Technologie zu liegen.
äh