Digital Tlami Tank (TDT)

Kolizioj de neŭtronaj steloj riĉigas la universon pli ol la kunfandiĝo de nigraj truoj kun steloj

Sciencisto de la MIT, de LIGO kaj la Universitato de Nov-Hampŝiro kalkulis la kvanton de pezaj elementoj produktitaj kiam nigraj truoj kunfalas kun neŭtronaj steloj kaj komparis siajn datenojn kun la kvanto de pezaj elementoj produktitaj kiam neŭtronaj steloj kunfalas. Hsin-Yu Chen, Salvatore Vitale kaj Francois Foucart uzis progresintajn simuladsistemojn kaj datenojn de Observatorioj de gravitondo LIGO-Virgo.

Nuntempe, astrofizikistoj ne plene komprenas kiel elementoj pli pezaj ol fero formiĝas en la universo. Oni kredas, ke ili estiĝas laŭ du manieroj. Ĉirkaŭ duono de ĉi tiuj elementoj formiĝas dum la procezo s en steloj de malalta maso (0,5-10 sunaj masoj) en la finaj etapoj de sia vivo. Ili tiam estas ruĝaj gigantoj. Tie okazas Nukleosintezo anstataŭ kiam rapide Neŭtronoj esti kaptita de nuklidoj kun malalta neŭtrondenseco kaj mezaj temperaturoj.

Bildofonto: Pixabay / fonto

La alia duono de la pezaj elementoj, aliflanke, estas kreitaj rapide r procezo, por supernovaoj kaj kilonovaj eksplodoj. Tiam estas rapida kapto de multaj neŭtronoj, sekvata de serio de disfalo, kiuj kondukas al la formado de stabila elemento. Ĉi tiu procezo postulas altajn temperaturojn kaj tre densajn neŭtronfluojn. Tamen, sciencistoj kverelas pri kie la r-procezo okazas.

En 2017 LIGO-Virgo subskribis a Fuzio de neŭtronaj steloj kondukante al grandega eksplodo, nomata a kilonova, gvidis. En tiu tempo, estis konfirmite ke pezaj elementoj estis formitaj en ĉi tiu procezo. Tamen, ekzistas ebleco ke la r-procezo ankaŭ okazas tuj post kiam neŭtrona stelo kunfandiĝas kun nigra truo.

La sciencistoj suspektas ke kiam neŭtrona stelo estas disŝirita de la Gravita kampo La nigra truo ĵetas grandegan kvanton da neŭtron-riĉa materialo en la spacon. Tamen la spertuloj atentigas, ke ĉi tiu procezo devas esti nigra truo kun relative malalta maso, kiu rotacias tre rapide. Nigra truo, kiu estas tro masiva, tre rapide fariĝos materialo el la Neŭtrona stelo sorbi, kaj malmulto finiĝos en la spaco.

Chen, Vitale kaj Foucart estis la unuaj se temas pri enkonduki la homamason pezaj elementoj komparitaj kiuj ekestas en ambaŭ specoj de r-procezoj. Farante tion, ili testis multajn modelojn laŭ kiuj la r-procezo povus funkcii.

La plej multaj el la simulaĵoj montris, ke dum la pasintaj 2,5 miliardoj da jaroj spaco riĉiĝis je 2 ĝis 100 fojojn pli da pezaj elementoj pro kunfandiĝo de neŭtronaj steloj ol pro kolizioj inter nigraj truoj kaj neŭtronaj steloj. En modeloj en kiuj la nigra truo rotaciis malrapide, la fuzio de Neŭtronaj steloj duoble pli da pezaj elementoj ol la kunfandiĝo de la nigra truo kaj neŭtrona stelo. Aliflanke, kiam neŭtronaj steloj kunfandiĝas, kie la Nigra truo rotacias malrapide kaj havas malaltan mason - malpli ol 5 sunaj masoj - ĝis 100 fojojn pli pezaj elementoj ol en la r-procezo. La datumoj, kiujn ni nuntempe havas, tamen emas ekskludi la ekziston de tiaj nigraj truoj.

La aŭtoroj de la studo jam planas uzi datumojn de LIGO, Virgo kaj la novaj japanoj KAGRA-detektilo plibonigi. Ĉiuj tri instrumentoj devus esti pretaj por uzi denove venontjare. Pli precizaj kalkuloj de la produktadrapideco de pezaj elementoj en la universo estos utilaj, interalie, por pli bone determini la aĝon de malproksimaj galaksioj.