מיזוגים של כוכב נויטרונים בינארי (NS) הם אתרים מבטיחים של נוקלאוסינתזה מהירה של לכידת נויטרונים.
הפיצוץ הנובע ממיזוגם של שני כוכבי נויטרונים מתגלגל פנימה ויוצר חלק ניכר מהרכיבים הכבדים המרכיבים את היקום שלנו. המקרה הראשון של תהליך זה היה התרחשות משנת 2017 בשם GW 170817. פרט לסטרונציום, שנמצא בספקטרום האופטי, מדענים לא הצליחו לקבוע את היסודות המדויקים שנוצרו במיזוג כוכבי נויטרונים אפילו חמש שנים מאוחר יותר.
קבוצת מחקר בראשות נאנה דומוטו, סטודנטית לתואר שני בבית הספר ללימודי מדעים ב- אוניברסיטת טוהוקו ועמית מחקר באגודה היפנית לקידום המדע (JSPS), חקר באופן שיטתי את המאפיינים של כל היסודות הכבדים כדי לפענח את הספקטרום מהם מיזוגים של כוכבי נויטרונים.
הם השתמשו בזה כדי להסתכל על הספקטרום של קילונובות מ-GW 170817, שהן פליטות חזקות שנוצרו כתוצאה מהתפרקות רדיואקטיבית של גרעינים חדשים שנוצרו ונפלטים במהלך המיזוג. המדענים גילו שהיסודות הנדירים לנתנום וצריום יכולים לשכפל את הדפוסים הספקטרליים הקרובים לאינפרא אדום שנראו בשנת 2017 בהתבסס על השוואות של סימולציות של ספקטרום קילונובות מורכבות שבוצעו על ידי מחשב העל "ATERUI II" במצפה הכוכבים האסטרונומי הלאומי של יפן.
עד כה, קיומם של יסודות אדמה נדירים הועלה רק על סמך האבולוציה הכוללת של הבהירות של קילנובה, אבל לא מהתכונות הספקטרליות.
דומוטו אמר, "זהו הזיהוי הישיר הראשון של יסודות נדירים בספקטרום של מיזוג כוכבי נויטרונים, והוא מקדם את ההבנה שלנו לגבי מקורם של יסודות ביקום".
"המחקר הזה השתמש במודל פשוט של חומר שנפלט. במבט קדימה, אנחנו רוצים לקחת בחשבון מבנים רב-ממדיים כדי לתפוס תמונה רחבה יותר של מה שקורה כאשר כוכבים מתנגשים".
עיון ביומן:
- Nanae Domoto, Masaomi Tanaka, Daiji Kato, Kyohei Kawaguchi, Kenta Hotokezaka, Shinya Wanajo. תכונות לנתניד בספקטרום כמעט אינפרא אדום של קילונובים. אסטרופיסיקל ז'ורנל, 2022; 939 (1): 8 DOI: 10.3847/1538-4357/ac8c36
