Οι συγκρούσεις αστέρων νετρονίων πιθανότατα δημιουργούν περισσότερο χρυσό από άλλα ανάλογα κατακλυσμιαία συμπαντικά συμβάντα. Οι εκρηκτικές αλληλεπιδράσεις και αναπόφευκτες συγκρούσεις ανάμεσα σε μαύρες τρύπες και αστέρια νετρονίων δεν είναι και τόσο παραγωγικές στη δημιουργία βαρέων στοιχείων
Εικόνα:A. SIMONNET/SONOMA STATE UNIV., LIGO, NSF (ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΑΠΟ MIT NEWS)
Από την Emily Conover
Η κοσμική προέλευση στοιχείων βαρύτερων από τον Σίδηρο είναι μυστηριώδης. Μια στοιχειώδης γένεση τέτοιων στοιχείων ήρθε στο φως το 2017 όταν δύο πλούσια σε νετρόνια νεκρά αστέρια συγκρούστηκαν και εκτόξευσαν στο διάστημα Χρυσό, Λευκόχρυσος (πλατίνα) καθώς και άλλα βαριά στοιχεία (SN: 16/10/17). Λίγα χρόνια αργότερα, μια σύγκρουση ενός άλλου αστέρα νετρονίων και μιας μαύρης τρύπας άφησε τους επιστήμονες να αναρωτιούνται ποιος τύπος κοσμικής σύγκρουσης ήταν το πιο παραγωγικό "χυτήριο" παραγωγής στοιχείων (SN: 29/6/21).
Τώρα πλέον έχουν μια απάντηση. Οι συγκρούσεις δύο άστρων νετρονίων πιθανότατα θα πάρουν τη πρωτιά, αναφέρουν οι επιστήμονες στις 25 Οκτωβρίου στο περιοδικό Astrophysical Journal Letters.
Για να δημιουργηθούν βαριά στοιχεία μετά από οποιονδήποτε τύπο σύγκρουσης, ύλη από τον αστέρα νετρονίων πρέπει να εκτοξευτεί στο διάστημα, όπου μια σειρά πυρηνικών αντιδράσεων που ονομάζεται r- διαδικασία (r-process) μπορεί να μεταμορφώσει το υλικό (SN: 4/22/16).
Το πόσο υλικό διαφεύγει στο διάστημα, εάν υπάρχει, εξαρτάται από διάφορους παράγοντες. Για παράδειγμα, σε συγκρούσεις ενός αστέρα νετρονίων και μιας μαύρης τρύπας, η μαύρη τρύπα πρέπει να είναι σχετικά μικρή ή αλλιώς "δεν υπάρχει καμία ελπίδα", δηλώνει ο αστροφυσικός Hsin-Yu Chen του MIT. "Θα καταπιεί το άστρο νετρονίων αμέσως", χωρίς να εκτοξεύσει τίποτα.
Παραμένουν ερωτήματα και για τους δύο τύπους συγκρούσεων, που εντοπίζονται μέσω των κυματισμών στο χωροχρόνο (βαρυτικά κύματα) που προκαλούν. Έτσι, ο Chen και οι συνεργάτες του εξέτασαν μια σειρά από πιθανότητες για τις ιδιότητες των αστέρων νετρονίων και των μελανών οπών, όπως η κατανομή των μαζών τους και η ταχύτητα περιστροφής τους. Στη συνέχεια, η ομάδα υπολόγισε τη μάζα που εκτοξεύτηκε από κάθε τύπο σύγκρουσης κάτω από αυτές τις διαφορετικές συνθήκες. Στα περισσότερα σενάρια, οι συγχωνεύσεις αστέρα νετρονίων-μαύρης τρύπας έκαναν μικρότερη ποσότητα βαρέων στοιχείων από τα δίδυμα αστεριών νετρονίων — σε μία και μόνο περίπτωση περίπου το ένα εκατοστό της ποσότητας.
Ωστόσο, η απόλυτη εργοστασιακή θα λέγαμε κατάταξη στοιχείων παραμένει στον αέρα. Οι επιστήμονες συνέκριναν μόνο αυτούς τους δύο τύπους συγκρούσεων, όχι άλλες πιθανές πηγές βαρέων στοιχείων όπως αστέρια που εκρήγνυνται (SN: 7/7/21).
Paper:
Πηγή: sciencenews.org