Οι συγχωνεύσεις δυαδικών άστρων νετρονίων (NS) είναι πολλά υποσχόμενες τοποθεσίες ταχείας πυρηνοσύνθεσης δέσμευσης νετρονίων.
Η έκρηξη που προκύπτει από τη συγχώνευση δύο άστρων νετρονίων κινείται προς τα μέσα και δημιουργεί ένα σημαντικό μέρος των βαρέων συστατικών που αποτελούν το σύμπαν μας. Η πρώτη περίπτωση αυτής της διαδικασίας ήταν ένα περιστατικό του 2017 που ονομάζεται GW 170817. Εκτός από το στρόντιο, που βρέθηκε στο οπτικό φάσμα, οι επιστήμονες δεν μπόρεσαν να προσδιορίσουν τα ακριβή στοιχεία που παράγονται στις συγχωνεύσεις άστρων νετρονίων ακόμη και πέντε χρόνια αργότερα.
Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τη Nanae Domoto, μεταπτυχιακή φοιτήτρια στο Graduate School of Science στο Πανεπιστήμιο Tohoku και ένας ερευνητής στην Ιαπωνική Εταιρεία για την Προώθηση της Επιστήμης (JSPS), έχει μελετήσει συστηματικά τις ιδιότητες όλων των βαρέων στοιχείων για την αποκωδικοποίηση των φασμάτων από συγχωνεύσεις άστρων νετρονίων.
Το χρησιμοποίησαν για να εξετάσουν τα φάσματα των kilonovae από το GW 170817, τα οποία είναι ισχυρές εκπομπές που προκαλούνται από τη ραδιενεργή διάσπαση νεοσχηματισθέντων πυρήνων που εκτοξεύονται κατά τη συγχώνευση. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα σπάνια στοιχεία λανθάνιο και δημήτριο μπορούν να αναπαράγουν τα φασματικά μοτίβα κοντά στο υπέρυθρο που παρατηρήθηκαν το 2017 με βάση τις συγκρίσεις περίπλοκων προσομοιώσεων φασμάτων kilonovae που πραγματοποιήθηκαν από τον υπερυπολογιστή «ATERUI II» στο Εθνικό Αστρονομικό Παρατηρητήριο της Ιαπωνίας.
Μέχρι τώρα, η ύπαρξη στοιχείων σπάνιων γαιών είχε υποτεθεί μόνο με βάση τη συνολική εξέλιξη του τη φωτεινότητα της kilonova, αλλά όχι από τα φασματικά χαρακτηριστικά.
Domoto είπε, «Αυτή είναι η πρώτη άμεση αναγνώριση σπάνιων στοιχείων στα φάσματα των συγχωνεύσεων άστρων νετρονίων και προωθεί την κατανόησή μας για το προέλευση των στοιχείων στο Σύμπαν. "
«Αυτή η μελέτη χρησιμοποίησε ένα απλό μοντέλο εκτοξευόμενου υλικού. Κοιτάζοντας το μέλλον, θέλουμε να συνυπολογίσουμε τις πολυδιάστατες δομές για να κατανοήσουμε μια μεγαλύτερη εικόνα του τι συμβαίνει όταν τα αστέρια συγκρούονται».
Αναφορά στο περιοδικό:
- Nanae Domoto, Masaomi Tanaka, Daiji Kato, Kyohei Kawaguchi, Kenta Hotokezaka, Shinya Wanajo. Χαρακτηριστικά της λανθανίδης στα φάσματα κοντά στο υπέρυθρο των Kilonovae. Η αστροφυσική Εφημερίδα, 2022; 939 (1): 8 DOI: 10.3847/1538-4357/ac8c36
