การรวมตัวของดาวนิวตรอนแบบไบนารี (NS) เป็นสถานที่ที่มีแนวโน้มว่าจะเกิดการสังเคราะห์นิวเคลียสการจับนิวตรอนอย่างรวดเร็ว
การระเบิดที่เกิดจากการรวมตัวของดาวนิวตรอนสองดวงหมุนวนเข้าด้านในและสร้างส่วนประกอบหนักส่วนสำคัญของจักรวาลของเรา ตัวอย่างแรกของกระบวนการนี้คือเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในปี 2017 ที่เรียกว่า GW 170817 ยกเว้นสตรอนเทียมที่พบในสเปกตรัมแสง นักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถระบุองค์ประกอบที่แม่นยำซึ่งเกิดจากการรวมตัวของดาวนิวตรอนได้แม้กระทั่งห้าปีต่อมา
กลุ่มวิจัยนำโดย Nanae Domoto นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจาก Graduate School of Science at มหาวิทยาลัยโตโฮกุ และนักวิจัยจาก Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) ได้ทำการศึกษาคุณสมบัติของธาตุหนักทั้งหมดอย่างเป็นระบบเพื่อถอดรหัสสเปกตรัมจาก การรวมตัวของดาวนิวตรอน.
พวกเขาใช้สิ่งนี้เพื่อดูสเปกตรัมของกิโลโนวาจาก GW 170817 ซึ่งเป็นการปล่อยอย่างแรงที่เกิดจากการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของนิวเคลียสที่ก่อตัวใหม่ซึ่งถูกขับออกมาในระหว่างการควบรวมกิจการ นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าธาตุแลนทานัมและซีเรียมที่หายากสามารถจำลองรูปแบบสเปกตรัมอินฟราเรดใกล้ที่เห็นในปี 2017 โดยอิงจากการเปรียบเทียบการจำลองสเปกตรัมกิโลโนวาที่ซับซ้อนซึ่งดำเนินการโดยซูเปอร์คอมพิวเตอร์ "ATERUI II" ที่หอดูดาวดาราศาสตร์แห่งชาติของญี่ปุ่น
จนถึงปัจจุบัน การมีอยู่ของธาตุหายากเป็นเพียงการสมมุติฐานตามวิวัฒนาการโดยรวมของ ความสว่างของกิโลโนวาแต่ไม่ใช่จากลักษณะสเปกตรัม
โดโมโตะ กล่าวว่า, “นี่เป็นการระบุโดยตรงครั้งแรกของธาตุหายากในสเปกตรัมของการควบรวมดาวนิวตรอน และทำให้ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับ กำเนิดธาตุในจักรวาล".
“การศึกษานี้ใช้แบบจำลองง่ายๆ ของวัสดุที่ปล่อยออกมา เมื่อมองไปข้างหน้า เราต้องการปัจจัยในโครงสร้างหลายมิติเพื่อให้เห็นภาพที่ใหญ่ขึ้นว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อดาวชนกัน”
การอ้างอิงวารสาร:
- นานาเอะ โดโมโตะ, มาซาโอมิ ทานากะ, ไดจิ คาโตะ, เคียวเฮ คาวากุจิ, เคนตะ โฮโตเกะซากะ, ชินยะ วานาโจ คุณสมบัติของแลนทาไนด์ในสเปกตรัมอินฟราเรดใกล้ของ Kilonovae วารสาร Astrophysical, 2022; 939 (1): 8 DOI: 10.3847/1538-4357/ac8c36
