Sudar neutronskih zvijezda može oblikovati zlato sporije nego što se očekivalo

Sudar neutronskih zvijezda može proizvesti zlato, platinu i druge teške elemente sporije nego što se prije vjerovalo, prema nedavnoj studiji koju su vodili istraživači s Tehničkog sveučilišta u Darmstadtu.

Ovaj proces se obično događa tijekom nasilnih astrofizičkih događaja, kao što je sudaranje dvije neutronske zvijezde. Tijekom tih sudaranja, atomska jezgra brzo apsorbiraju neutrone, omogućujući im da formiraju sve teže elemente. Međutim, mnoga jezgra bogata neutronima uključena u ovaj proces su previše nestabilna da bi se proučavala u zemaljskim laboratorijima, prisiljavajući znanstvenike da se oslanjaju na teorijske modele.

Takayuki Miyagi i Achim Schwenk, radeći pod vodstvom profesora Almudena Arconesa, izračunali su svojstva 70 kritičnih jezgara u blizini čarobnog broja neutrona N = 82. Ovaj je region od vitalnog značaja za proizvodnju drugog vrhunca obilja r-procesa, dobro poznatog uzorka raspodjele teških elemenata koji se nalazi u cijelom svemiru. Ove novo izračunate nuklearne mase integrirane su u detaljne simulacije nukleosinteze, modelirajući scenarije od spajanja neutronskih zvijezda do drugih ekstremnih astrofizičkih fenomena. Rezultati su pokazali da su izračunane mase usporile napredovanje materijala kroz r-proces više nego što su prethodni modeli predviđali.

Jan Kuske, vodeći autor studije i doktorski student u Arconesovoj grupi, naglasio je da male varijacije u nuklearnim masama mogu imati značajan učinak na predviđenu obilnost teških elemenata u svemiru.

U studiji se ističe da su ab initio izračuni nuklearne strukture sada dovoljno sazreli da pruže izravne doprinose razumijevanju astrofizičkih procesa i kozmičkog porijekla elemenata.

Na taj način, znanstvenici mogu identificirati najperspektivnije izotope za buduća istraživanja, vodeći i laboratorijske eksperimente i napore u opservacijskoj astronomiji.