Kosmiczne pochodzenie pierwiastków cięższych od żelaza jest tajemnicze. Jedno miejsce narodzin pierwiastka wyszło na jaw w 2017 roku, kiedy dwie bogate w neutrony martwe gwiazdy zderzyły się i wypluły złoto, platynę i inne ciężkie pierwiastki (SN: 10/16/17). Kilka lat później, rozbicie innej gwiazdy neutronowej i czarnej dziury pozostawiło naukowców zastanawiających się, który rodzaj kosmicznego starcia był bardziej płodną odlewnią pierwiastków (SN: 6/29/21).
Teraz mają już odpowiedź. Zderzenia dwóch gwiazd neutronowych prawdopodobnie biorą górę, donoszą naukowcy 25 października w Astrophysical Journal Letters.
Aby stworzyć ciężkie pierwiastki po obu typach kolizji, materiał gwiazdy neutronowej musi zostać wyrzucony w przestrzeń, gdzie seria reakcji jądrowych zwanych procesem r może przekształcić materiał (SN: 4/22/16).
To, ile materiału ucieka w przestrzeń, jeśli w ogóle, zależy od różnych czynników. Na przykład, w zderzeniach gwiazdy neutronowej i czarnej dziury, czarna dziura musi być stosunkowo mała, albo „nie ma żadnej nadziei”, mówi astrofizyk Hsin-Yu Chen z MIT. „Pochłonie ona gwiazdę neutronową od razu”, nie wyrzucając niczego.
Pozostają pytania dotyczące obu typów zderzeń, zauważone poprzez falowanie czasoprzestrzeni, które wywołują. Chen i współpracownicy rozważyli więc szereg możliwości dotyczących właściwości gwiazd neutronowych i czarnych dziur, takich jak rozkład ich mas i prędkość wirowania. Następnie zespół obliczył masę wyrzucaną przez każdy rodzaj kolizji w tych różnych warunkach. W większości scenariuszy, fuzje gwiazd neutronowych z czarnymi dziurami wytwarzały mniejszą ilość ciężkich pierwiastków niż duety gwiazd neutronowych – w jednym przypadku była to tylko jedna setna ilości.
