Tutaj na Ziemi praktyka alchemii miała swoją epokę - próbę przekształcenia ołowiu w złoto. Zamiast naukowca desperacko szukającego wysublimowanej formuły, może się to zdarzyć, gdy gwiazdy neutronowe połączą się w gwałtownej kolizji.
Wszyscy wiemy o fuzji jądrowej, w której pierwiastki powstają z gwiazd. Wodór jest spalany do helu i tak dalej, aż dotrze do żelaza. Tak właśnie działa fizyka gwiazd i akceptujemy to. Do tej pory nauka wysunęła teorię, że cięższe pierwiastki powstały w wyniku supernowych, ale nowe badania przeprowadzone przez naukowców z Instytutu Astrofizyki Maxa Plancka (MPA) i stowarzyszonych z Universe Cluster Universe i Free University of Brussels (ULB) wskazują, że mogą być w stanie formować się podczas spotkań z wyrzuconą materią z gwiazd neutronowych.
„Źródło około połowy najcięższych pierwiastków we Wszechświecie od dawna było tajemnicą” - mówi Hans-Thomas Janka, starszy naukowiec z Max Planck Institute for Astrophysics (MPA) oraz w ramach Excuster Cluster Universe. „Najpopularniejszym pomysłem było i może nadal być, że pochodzą one z wybuchów supernowych, które kończą życie masywnych gwiazd. Ale nowsze modele nie obsługują tego pomysłu. ”
Chociaż taka próba może potrwać miliony lat, nie jest niemożliwe, aby dwie gwiazdy neutronowe w układzie podwójnym ostatecznie się spotkały. Naukowcy z MPA i ULB przeprowadzili symulację wszystkich etapów procesów za pomocą komputerowego modelowania i zwrócili uwagę na powstawanie pierwiastków chemicznych będących potomstwem.
„W zaledwie kilka ułamków sekund po połączeniu dwóch gwiazd neutronowych siły pływowe i ciśnieniowe wyrzucają ekstremalnie gorącą materię odpowiadającą masom Jowisza” - wyjaśnia Andreas Bauswein, który przeprowadził symulacje w MPA. Gdy ta tak zwana plazma ostygnie do mniej niż 10 miliardów stopni, zachodzi wiele reakcji jądrowych, w tym rozpady radioaktywne, i umożliwiają wytwarzanie ciężkich pierwiastków. „Ciężkie pierwiastki są kilkakrotnie„ poddawane recyklingowi ”w różnych łańcuchach reakcji obejmujących rozszczepienie superciężkich jąder, co sprawia, że ostateczny rozkład liczebności staje się w dużej mierze niewrażliwy na początkowe warunki zapewniane przez model łączenia”, dodaje Stephane Goriely, badacz ULB i ekspert zespołu astrofizyki jądrowej.
Ich odkrycia dobrze zgadzają się z obserwacjami rozkładu obfitości zarówno w Układzie Słonecznym, jak i starych gwiazdach. W porównaniu z możliwymi zderzeniami gwiazd neutronowych zachodzącymi w Drodze Mlecznej wnioski są takie same - spekulacja ta może równie dobrze być wyjaśnieniem rozmieszczenia cięższych pierwiastków. Zespół planuje kontynuować badania, obserwując „wykrywanie przejściowych źródeł niebieskich, które powinny być związane z wyrzucaniem materii radioaktywnej w połączeniach gwiazd neutronowych”. Podobnie jak w przypadku supernowej, ciepło rozpadu promieniotwórczego będzie świecić jak… cóż…
Złoto w ciemności.
Źródło oryginalnej historii: Max Planck Institut News. Do dalszej lektury: nukleosynteza R-procesowa w dynamicznie wyrzucanej materii połączeń gwiazd neutronowych.
