Las fusiones de estrellas de neutrones binarias (NS) son sitios prometedores de nucleosíntesis de captura rápida de neutrones.
La explosión que resulta de la fusión de dos estrellas de neutrones gira en espiral hacia adentro y crea una porción significativa de los componentes pesados que forman nuestro universo. La primera instancia de este proceso fue una ocurrencia de 2017 llamada GW 170817. A excepción del estroncio, que se encuentra en el espectro óptico, los científicos no han podido determinar los elementos precisos producidos en las fusiones de estrellas de neutrones, incluso cinco años después.
Un grupo de investigación dirigido por Nanae Domoto, estudiante de posgrado de la Escuela de Graduados en Ciencias de la Universidad de Tohoku y miembro investigador de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia (JSPS), ha estudiado sistemáticamente las propiedades de todos los elementos pesados para decodificar los espectros de fusiones de estrellas de neutrones.
Usaron esto para observar los espectros de las kilonovas de GW 170817, que son fuertes emisiones provocadas por la descomposición radiactiva de los núcleos recién formados que se expulsan durante la fusión. Los científicos descubrieron que los elementos raros lantano y cerio pueden replicar los patrones espectrales del infrarrojo cercano vistos en 2017 en base a comparaciones de intrincadas simulaciones de espectros de kilonovas realizadas por la supercomputadora "ATERUI II" en el Observatorio Astronómico Nacional de Japón.
Hasta ahora, la existencia de elementos de tierras raras solo se ha planteado como hipótesis en función de la evolución general de la brillo de kilonova, pero no de las características espectrales.
domoto dijo, “Esta es la primera identificación directa de elementos raros en el espectro de las fusiones de estrellas de neutrones, y avanza nuestra comprensión de la origen de los elementos en el universo."
“Este estudio utilizó un modelo simple de material expulsado. De cara al futuro, queremos tener en cuenta las estructuras multidimensionales para captar una imagen más amplia de lo que sucede cuando las estrellas chocan”.
Referencia de la revista:
- Nanae Domoto, Masaomi Tanaka, Daiji Kato, Kyohei Kawaguchi, Kenta Hotokezaka, Shinya Wanajo. Características de los lantánidos en los espectros del infrarrojo cercano de Kilonovae. The Astrophysical Journal, 2022; 939 (1): 8 DOI: 10.3847/1538-4357/ac8c36
