Estronci de nova creació, un element utilitzat en focs artificials, detectat en l'espai per primera vegada després de les observacions fetes amb el telescopi d'ESO.
Nota de premsa del 23 octubre 2019
Clic per engrandir. Un equip d'investigadors europeus, utilitzant dades de l'instrument X-shooter
en el Very Large Telescope del ESO, ha trobat firmes d'estronci formades en una fusió
d'estrelles de neutrons. La imatge artística mostra dues petites però molt denses estrelles de
neutrons en el punt en què es fusionen i exploten com kilonovas. En primer pla, veiem una
representació del estronci acabat de crear. Crédit: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser
en el Very Large Telescope del ESO, ha trobat firmes d'estronci formades en una fusió
d'estrelles de neutrons. La imatge artística mostra dues petites però molt denses estrelles de
neutrons en el punt en què es fusionen i exploten com kilonovas. En primer pla, veiem una
representació del estronci acabat de crear. Crédit: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser
Per primera vegada s'ha detectat en l'espai un element pesat acabat de crear, després de la fusió de dues estrelles de neutrons, l'estronci. Aquesta troballa va ser observada per l'espectrògraf X-shooter d'ESO al "Very Large Telescope" (VLT) i ha estat publicat avui mateix a Nature. La detecció confirma que els elements més pesats de l'Univers poden formar-se en les fusions d'estrelles de neutrons, proporcionant una peça que falta en el trencaclosques de la formació d'elements químics.
El 2017, després de la detecció de les ones gravitatòries que passen per la Terra, ESO va apuntar els seus telescopis a Xile, incloent el VLT, a la font: una fusió d'estrelles de neutrons anomenada GW170817. Els astrònoms sospitaven que, si es formaven elements més pesats en les col·lisions d'estrelles de neutrons, les firmes d'aquests elements podien ser detectades en kilonovas, les explosives seqüeles d'aquestes fusions. Això és el que ha fet un equip d'investigadors europeus, utilitzant dades de l'instrument X-shooter del VLT d'ESO.
El 2017, després de la detecció de les ones gravitatòries que passen per la Terra, ESO va apuntar els seus telescopis a Xile, incloent el VLT, a la font: una fusió d'estrelles de neutrons anomenada GW170817. Els astrònoms sospitaven que, si es formaven elements més pesats en les col·lisions d'estrelles de neutrons, les firmes d'aquests elements podien ser detectades en kilonovas, les explosives seqüeles d'aquestes fusions. Això és el que ha fet un equip d'investigadors europeus, utilitzant dades de l'instrument X-shooter del VLT d'ESO.
Després de la fusió de GW170817, la flota de telescopis d'ESO va començar a monitoritzar l'emergent explosió de kilonova en una àmplia gamma de longituds d'ona. X-shooter en particular va prendre una sèrie d'espectres des de l'ultraviolat fins a l'infraroig proper. L'anàlisi inicial d'aquests espectres va suggerir la presència d'elements pesants en la kilonova, però els astrònoms no van poder identificar elements individuals fins ara.
Aquest muntatge d'espectres presos utilitzant l'instrument X-shooter en el Very
Large Telescope de l'ESO mostra el comportament canviant del kilonova en
la galàxia NGC 4993 durant un període de 12 dies després que l'explosió fos detectada
el 17 d'agost de 2017. Cada espectre cobreix un rang de longituds d'ona des de l'infraroig
proper al ultraviolada fins al infraroig proper i revela com l'objecte es va tornar
dramàticament més vermell a mesura que s'esvaïa. Crèdit: ESO/I. Pian et al./S. Smartt i ePESSTO
"En tornar a analitzar les dades de 2017 de la fusió, ara hem identificat la signatura d'un element pesat d'aquesta bola de foc, l'estronci, el que demostra que la col·lisió d'estrelles de neutrons crea aquest element en l'Univers", diu l'autor principal de l'estudi, Darach Watson, de la Universitat de Copenhaguen a Dinamarca. A la Terra, l'estronci es troba naturalment al terra i es concentra en certs minerals. Les seves sals s'utilitzen per donar als focs artificials un color vermell brillant.
Els astrònoms han conegut els processos físics que creen els elements des de la dècada de 1950. Durant les dècades següents han descobert els llocs còsmics de cadascuna d'aquestes grans forges nuclears, excepte un. "Aquesta és l'etapa final d'una recerca de dècades per determinar l'origen dels elements", diu Watson. "Ara sabem que els processos que van crear els elements van ocórrer majorment en estrelles ordinàries, en explosions de supernoves, o en les capes externes de velles estrelles. Però, fins ara, no sabíem la ubicació del procés final no descobert, conegut com captura ràpida de neutrons, que va crear els elements més pesats en la taula periòdica".
Large Telescope de l'ESO mostra el comportament canviant del kilonova en
la galàxia NGC 4993 durant un període de 12 dies després que l'explosió fos detectada
el 17 d'agost de 2017. Cada espectre cobreix un rang de longituds d'ona des de l'infraroig
proper al ultraviolada fins al infraroig proper i revela com l'objecte es va tornar
dramàticament més vermell a mesura que s'esvaïa. Crèdit: ESO/I. Pian et al./S. Smartt i ePESSTO
"En tornar a analitzar les dades de 2017 de la fusió, ara hem identificat la signatura d'un element pesat d'aquesta bola de foc, l'estronci, el que demostra que la col·lisió d'estrelles de neutrons crea aquest element en l'Univers", diu l'autor principal de l'estudi, Darach Watson, de la Universitat de Copenhaguen a Dinamarca. A la Terra, l'estronci es troba naturalment al terra i es concentra en certs minerals. Les seves sals s'utilitzen per donar als focs artificials un color vermell brillant.
Els astrònoms han conegut els processos físics que creen els elements des de la dècada de 1950. Durant les dècades següents han descobert els llocs còsmics de cadascuna d'aquestes grans forges nuclears, excepte un. "Aquesta és l'etapa final d'una recerca de dècades per determinar l'origen dels elements", diu Watson. "Ara sabem que els processos que van crear els elements van ocórrer majorment en estrelles ordinàries, en explosions de supernoves, o en les capes externes de velles estrelles. Però, fins ara, no sabíem la ubicació del procés final no descobert, conegut com captura ràpida de neutrons, que va crear els elements més pesats en la taula periòdica".
La captura ràpida de neutrons és un procés en el qual un nucli atòmic captura neutrons prou ràpid com per permetre la creació d'elements molt pesats. Encara que molts elements es produeixen en els nuclis de les estrelles, la creació d'elements més pesats que el ferro, com l'estronci, requereix ambients encara més calents amb molts neutrons lliures. La captura ràpida de neutrons només passa naturalment en ambients extrems on els àtoms són bombardejats per un gran nombre de neutrons.
Clic per engrandir. El cel al voltant de la galàxia NGC 4993. Aquesta imatge de camp ample
generada a partir de Digitized Sky Survey 2 mostra el cel al voltant de la galàxia
NGC 4993. Aquesta galàxia va ser l'amfitrió d'una fusió entre dues estrelles de neutrons, que
va conduir a una detecció d'ones gravitacionals, una curta ràfega de raigs gamma i
a una identificació òptica d'un esdeveniment de kilonova. Crèdit: ESO i Digitized Sky Survey 2
generada a partir de Digitized Sky Survey 2 mostra el cel al voltant de la galàxia
NGC 4993. Aquesta galàxia va ser l'amfitrió d'una fusió entre dues estrelles de neutrons, que
va conduir a una detecció d'ones gravitacionals, una curta ràfega de raigs gamma i
a una identificació òptica d'un esdeveniment de kilonova. Crèdit: ESO i Digitized Sky Survey 2
"Aquesta és la primera vegada que podem associar directament material de nova creació format a través de la captura de neutrons amb una fusió d'estrelles de neutrons, confirmant que les estrelles de neutrons estan fetes de neutrons i vinculant el procés de captura ràpida de neutrons, llargament debatut, a aquests fusions", diu Camilla Juul Hansen, de l'Institut Max Planck d'Astronomia de Heidelberg, que va exercir un paper important en l'estudi.
Els científics estan començant a comprendre millor les fusions d'estrelles de neutrons i les kilonoves. A causa de la comprensió limitada d'aquests nous fenòmens i altres complexitats en els espectres que el X-shooter del VLT va prendre de la explosió, els astrònoms no havien estat capaços d'identificar elements individuals fins ara.
Els científics estan començant a comprendre millor les fusions d'estrelles de neutrons i les kilonoves. A causa de la comprensió limitada d'aquests nous fenòmens i altres complexitats en els espectres que el X-shooter del VLT va prendre de la explosió, els astrònoms no havien estat capaços d'identificar elements individuals fins ara.
Aquesta carta mostra l'extensa constel·lació d'Hydra (La Hidra Femella), la constel·lació
més gran i llarga del cel. La majoria de les estrelles visibles a simple vista en una nit neta
i fosca s'observen. El cercle vermell marca la posició de la galàxia NGC 4993, que es va fer
famosa a l'agost de 2017 com el lloc de la primera font d'ones gravitacionals que també
va ser identificada en llum visible com la kilonova GW170817. NGC 4993 pot ser vist com
una taca molt feble amb un telescopi aficionat més gran. Crèdit: ESO, IAU i Sky & Telescope
més gran i llarga del cel. La majoria de les estrelles visibles a simple vista en una nit neta
i fosca s'observen. El cercle vermell marca la posició de la galàxia NGC 4993, que es va fer
famosa a l'agost de 2017 com el lloc de la primera font d'ones gravitacionals que també
va ser identificada en llum visible com la kilonova GW170817. NGC 4993 pot ser vist com
una taca molt feble amb un telescopi aficionat més gran. Crèdit: ESO, IAU i Sky & Telescope
"De fet, se'ns va acudir la idea que podríem estar veient estronci bastant ràpid després de l'esdeveniment. No obstant això, demostrar que aquest era el cas va resultar ser molt difícil. Aquesta dificultat es va deure al nostre coneixement altament incomplet de l'aparença espectral dels elements més pesats en la taula periòdica", diu l'investigador de la Universitat de Copenhaguen Jonatan Selsing, que va ser un autor clau en l'article.
Ho he vist aquí.
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada
Aquí pots deixar el teu comentari