Bu sanatçının izlenimi, çarpışan iki nötron yıldızının ürettiği bir kilonovayı gösteriyor. Kredi: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine
En değerli mücevherlerinizi oluşturan altın, iki nötron yıldızı arasında milyonlarca veya milyarlarca ışıkyılı uzaklıkta şiddetli bir kozmik çarpışmada dövülmüş olabilir. Yeni araştırma, bu süreci daha iyi anlamaya çalışıyor.
Evrende, altın, platin, uranyum – nötron yıldızı birleşmeleri dahil, Evrendeki en ağır elementlerin çoğu için üretim sürecini başlatacak kadar aşırı koşullar oluşturabilen, onaylanmış tek bir yer var. Bu birleşmeler, hızlı nötron yakalama sürecine güç sağlamak için gereken inanılmaz yoğunlukları ve sıcaklıkları üretebilen, bugüne kadar gözlemlenen tek olaydır.
The European Physical Journal D’de yayınlanan yeni bir makalede, Helmholtz Institute 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 inceliyor.
“Doğru atomik verilerin, özellikle de pek çok element tarafından bilinmeyen yasaklanmış manyetik dipol ve elektrik dörtlü kutup geçişlerine ilişkin kilonova analizi için önemli olduğunu gösterdik” diyor Bondarev. “Doğrusallaştırılmış birleşik küme ve konfigürasyon etkileşimi yaklaşımlarını birleştiren yöntemi kullanarak tek başına iyonize kalayda çok sayıda enerji düzeyi ve bunlar arasındaki çok kutuplu geçiş oranlarını hesaplayarak, gelecekteki astrofiziksel analizler için kullanılabilecek bir atomik veri seti oluşturduk.”
Ekibin araştırması, tek başına iyonize kalayın temel durum ikilisinin seviyeleri arasındaki manyetik dipol geçişinin, kilonova emisyon spektrumlarında belirgin ve gözlemlenebilir bir özelliğe yol açtığını gösteriyor.
“Al bu, AT2017gfo spektrumundaki belirgin özelliklerden herhangi biriyle eşleşmese de, yine de gelecekteki kilonova olayları için bir sonda olarak kullanılabilir,” diye açıklıyor Gillanders. “Pozitif olarak tanımlanabilecek element sayısı arttıkça, bu inanılmaz kozmik patlamaları anlamaya o kadar yaklaşırız.”
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 anlamamız için gerekli olacaktır.
“Çalışmamızın, en ağır patlamaları üreten süreci anlamamıza bir şekilde katkıda bulunabileceğini umuyoruz. Evrendeki elementler,” diye bitiriyor Gillanders. “Bu olaylarla ilgili anlayışımızı geliştirmemizi sağlayacak yeni kilonovaların ve ilişkili yeni gözlem setlerinin keşfi için can atıyoruz.”
Referans: “Calculations of multipole Transits in Sn II for kilonova analytics” yazan A. I. Bondarev, J. H. Gillanders, C. Cheung, M. S. Safronova ve S. Fritzsche, 3 Temmuz 2023, The European Physical Journal D.
DOI: 10.1140/epjd/s10053-023-00695-5