Ağır elementlerin kökenlerini bulmak için şiddetli nötron yıldızı çarpışmalarına daha derinlemesine bakmak

En değerli mücevherlerinizi oluşturan altın, iki nötron yıldızı arasında milyonlarca veya milyarlarca ışıkyılı uzaklıkta şiddetli bir kozmik çarpışmada dövülmüş olabilir. Yeni araştırmalar bu süreci daha iyi anlamayı amaçlıyor.

Evrende, altın, platin, uranyum ve nötron yıldızı birleşmeleri de dahil olmak üzere evrendeki en ağır elementlerin çoğu için üretim sürecini başlatacak kadar aşırı koşullar üretebilen, onaylanmış yalnızca tek bir yer vardır. Bu birleşmeler, hızlı nötron yakalama sürecini güçlendirmek için gereken inanılmaz yoğunlukları ve sıcaklıkları üretebilen bugüne kadar gözlemlenen tek olaydır.

yılında yeni bir gazetede Avrupa Fizik Dergisi DHelmholtz Enstitüsü Jena’da doktora sonrası araştırmacı olan Andrey Bondarev, Roma’da doktora sonrası araştırmacı olan James Gillanders ve meslektaşları, yasak geçişlerinin neden olduğu spektral özellikleri arayarak dövme kalay varlığını araştırmak için kilonova AT2017gfo’dan gelen spektrumları inceliyorlar.

Bondarev, “Özellikle birçok element için bilinmeyen yasak manyetik dipol ve elektrik dört kutuplu geçişler için doğru atomik verilerin kilonova analizi için önemli olduğunu gösterdik” diyor. “Doğrusallaştırılmış birleştirilmiş küme ve konfigürasyon etkileşimi yaklaşımlarını birleştiren yöntemi kullanarak, tek iyonize kalayda çok sayıda enerji seviyesi ve bunlar arasındaki çok kutuplu geçiş oranlarını hesaplayarak, gelecekteki astrofiziksel analiz için kullanılabilecek bir atomik veri seti oluşturduk.”

Ekibin araştırması, tek başına iyonize kalayın temel durum çiftinin seviyeleri arasındaki manyetik dipol geçişinin, kilonova emisyon spektrumlarında belirgin ve gözlemlenebilir bir özelliğe yol açtığını gösteriyor.

Gillanders, “Bu, AT2017gfo spektrumundaki belirgin özelliklerden herhangi biriyle eşleşmese de, yine de gelecekteki kilonova olayları için bir sonda olarak kullanılabilir” diye açıklıyor. “Pozitif olarak tanımlanabilen daha fazla element, bu inanılmaz kozmik patlamaları anlamaya daha da yaklaşıyoruz.”

Ekip, kilonova olaylarının yalnızca yakın zamanda gözlemlenen bir fenomen olduğuna ve ilk spektroskopik gözlemlerin yalnızca 2017’de elde edildiğine dikkat çekiyor. Bu çalışmada sağlananlar gibi daha iyi atomik veriler, nötron yıldızı birleşmeleriyle ilişkili patlayıcı çarpışmaları daha iyi anlamak için gerekli olacaktır.

Gillanders, “Çalışmamızın, evrendeki en ağır elementleri üreten süreç hakkındaki anlayışımızın ilerlemesine bir şekilde katkıda bulunabileceğini umuyoruz.” “Bu olaylarla ilgili anlayışımızı geliştirmemizi sağlayacak yeni kilonovaların ve ilişkili yeni gözlem setlerinin keşfi için sabırsızlanıyoruz.”