Les fusions d'étoiles à neutrons binaires (NS) sont des sites prometteurs de nucléosynthèse rapide par capture de neutrons.
L'explosion qui résulte de la fusion de deux étoiles à neutrons tourne en spirale vers l'intérieur et crée une partie importante des composants lourds qui composent notre univers. Le premier exemple de ce processus était un événement de 2017 appelé GW 170817. À l'exception du strontium, trouvé dans le spectre optique, les scientifiques n'ont pas été en mesure de déterminer les éléments précis produits dans les fusions d'étoiles à neutrons, même cinq ans plus tard.
Un groupe de recherche dirigé par Nanae Domoto, étudiante diplômée à la Graduate School of Science de Université de Tohoku et chercheur à la Japan Society for the Promotion of Science (JSPS), a systématiquement étudié les propriétés de tous les éléments lourds pour décoder les spectres de fusions d'étoiles à neutrons.
Ils l'ont utilisé pour examiner les spectres de kilonovae de GW 170817, qui sont de fortes émissions provoquées par la désintégration radioactive des noyaux nouvellement formés qui sont éjectés lors de la fusion. Les scientifiques ont découvert que les éléments rares lanthane et cérium peuvent reproduire les modèles spectraux dans le proche infrarouge observés en 2017 sur la base de comparaisons de simulations complexes de spectres de kilonovae menées par le supercalculateur "ATERUI II" à l'Observatoire astronomique national du Japon.
Jusqu'à présent, l'existence d'éléments de terres rares n'a été émise que sur la base de l'évolution globale de la la luminosité de kilonova, mais pas des caractéristiques spectrales.
Domoto a affirmé Valérie Plante., "Il s'agit de la première identification directe d'éléments rares dans le spectre des fusions d'étoiles à neutrons, et cela fait progresser notre compréhension de la origine des éléments dans l'Univers. »
« Cette étude a utilisé un modèle simple de matériau éjecté. Pour l'avenir, nous voulons prendre en compte les structures multidimensionnelles pour saisir une image plus large de ce qui se passe lorsque les étoiles entrent en collision.
Journal de référence:
- Nanae Domoto, Masaomi Tanaka, Daiji Kato, Kyohei Kawaguchi, Kenta Hotokezaka, Shinya Wanajo. Caractéristiques des lanthanides dans les spectres proche infrarouge de Kilonovae. Le journal astrophysique, 2022; 939 (1): 8 DOI: 10.3847/1538-4357/ac8c36
