Stelle di neutroni in collisione

Da dove vengono nel nostro Universo gli elementi pesanti, gli elementi chimici oltre il ferro nella tavola periodica? Una delle fonti candidate primarie è la fusione di due stelle di neutroni, ma recenti osservazioni hanno messo in dubbio questo modello.

Quando un sistema binario di stelle di neutroni collide viene rilasciata una pioggia di neutroni. Si ritiene che questi neutroni bombardino gli atomi circostanti, producendo rapidamente elementi pesanti in base al processo di nucleosintesi conosciuto come processo-r.

Recentemente sono stati osservati elementi prodotti da processo-r in galassie satellite nane ultradeboli.

Le galassie nane ultradeboli hanno popolazioni stellari molto antiche, e l’osservazione di elementi sintetizzati mediante processo-r in queste stelle richiede fusioni che devono essere avvenute molto presto nella storia della galassia. Potrebbero i sistemi doppi di stelle di neutroni fondersi abbastanza velocemente da produrre l’arricchimento chimico osservato in simili galassie?

Guidato da Paz Beniamini, un team di scienziati della Hebrew University of Jerusalem ha cercato di rispondere a questa domanda. Utilizzando le statistiche della popolazione di stelle di neutroni binarie nella nostra galassia ed effettuando simulazioni, il team ha calcolato il tempo necessario per la popolazione di binarie per arrivare alla fusione, trovando che circa il 90% delle stelle di neutroni binarie potrebbero fondersi entro 300 milioni di anni, e circa il 15 % entro 100 milioni, abbastanza velocemente da arricchire anche l’antica popolazione di stelle.

Questa popolazione di sistemi che rimane confinata nella galassia in cui si è formata e si fonde rapidamente può spiegare le osservazioni del processo-r nelle galassie nane ultradeboli. Il lavoro di Beniamini e collaboratori suggerisce che la fusione di stelle di neutroni sia un modello valido per la produzione di elementi pesanti nel nostro Universo.

http://aasnova.org/2016/09/21/colliding-neutron-stars-as-the-source-of-heavy-elements/