Łączenie gwiazd neutronowych, głównym źródłem metali ciężkich w kosmosie.

Naukowcy z MIT i University of New Hampshire podjęli nowatorskie przedsięwzięcie naukowe, aby określić ilościowo i przeanalizować źródła metali ciężkich w Układzie Słonecznym. Naukowcy od dawna wiedzą, że kiedy gwiazdy neutronowe zderzają się z czarną dziurą lub inną gwiazdą neutronową, eksplozja może wytworzyć metale ciężkie, ale ich wielkość była niejasna.

Naukowcy odkryli, że gdy zderzają się gwiazdy neutronowe, wyładowuje się ogromna ilość metali ciężkich. Badanie wskazuje, że zderzenia gwiazd neutronowych mogą emitować do 100 razy więcej metali ciężkich niż wtedy, gdy gwiazdy neutronowe zderzają się z czarnymi dziurami.

Badania te zostały częściowo sfinansowane przez USA. National Science Foundation i została opublikowana w The Astrophysical Journal Letters.

Zderzenie dwóch gwiazd neutronowych zostało wykryte i zaobserwowane po raz pierwszy w obserwatoriach LIGO i Virgo w 2017 roku. Obecność metali ciężkich została wykryta w pozostałościach po eksplozji, do której doszło 130 milionów lat świetlnych temu i był znacznie większy, niż oczekiwano.

„Wielkość złota wytworzonego w wyniku fuzji była równa kilkukrotnej masie Ziemi” – powiedział współautor Hsin-Yu Chen. „To całkowicie zmieniło obraz. Matematyka wykazała, że ​​podwójne gwiazdy neutronowe są bardziej wydajnym sposobem tworzenia ciężkich pierwiastków w porównaniu z supernowymi”. Dane potwierdzają, że zderzenia gwiazd neutronowych wyprodukowały więcej metali ciężkich w ciągu ostatnich 2,5 miliarda lat niż zderzenia między gwiazdami neutronowymi a czarnymi dziurami. Odkrycia mogą być kluczem do lepszego zrozumienia produkcji metali ciężkich w Układzie Słonecznym. „Te badania są przykładem możliwości łączenia obserwacji fal grawitacyjnych z najnowocześniejszymi symulacjami numerycznymi” – powiedział Pedro Marronetti, dyrektor programowy w Wydziale Fizyki NSF.

„Takie wyniki byłyby niemożliwe dziesięć lat temu, nie tylko z powodu braku danych, ale ponieważ kody symulujące łączenie się gwiazd neutronowych i czarnych dziur nie były wystarczająco dojrzałe, aby dać ostateczne odpowiedzi. Teraz kierunki prac naukowych zbiegają się, aby dostarczyć odpowiedzi na pytania, takie jak pochodzenie ciężkich pierwiastków”.