Kosmiczne pochodzenie pierwiastków cięższych od żelaza jest tajemnicze. Jedno miejsce narodzin pierwiastków wyszło na jaw w 2017 roku, kiedy dwie bogate w neutrony martwe gwiazdy zderzyły się i wypluły złoto, platynę i inne ciężkie pierwiastki. Kilka lat później zderzenie kolejnej gwiazdy neutronowej i czarnej dziury sprawiło, że naukowcy zaczęli się zastanawiać, jaki rodzaj kosmicznego zderzenia był bardziej płodny w odlewni pierwiastków.
Teraz mają odpowiedź. Zderzenia dwóch gwiazd neutronowych prawdopodobnie zabierają honory, donoszą naukowcy 25 października w Astrophysical Journal Letters.
Aby stworzyć ciężkie pierwiastki po obu rodzajach zderzeń, materiał gwiazdy neutronowej musi zostać wyrzucony w przestrzeń kosmiczną, gdzie seria reakcji jądrowych zwanych procesem r może przekształcić materiał.
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 lub „nie ma żadnej nadziei”, mówi astrofizyk Hsin-Yu Chen z MIT. „Zaraz połknie gwiazdę neutronową” bez wyrzucania czegokolwiek.
Pozostają pytania dotyczące obu typów kolizji, zauważonych przez fale w czasoprzestrzeni, które wywołują. Dlatego Chen i współpracownicy rozważali szereg możliwości dotyczących właściwości gwiazd neutronowych i czarnych dziur, takich jak rozkład ich mas i szybkość wirowania. Zespół obliczył następnie masę wyrzuconą przez każdy rodzaj zderzenia w tych zróżnicowanych warunkach. W większości scenariuszy fuzje gwiazd neutronowych z czarną dziurą wytworzyły mniejszą ilość ciężkich pierwiastków niż duety gwiazd neutronowych — w jednym przypadku tylko około setnej ilości.
Mimo to, ostateczny ranking fabryk pierwiastków pozostaje w powietrzu. Naukowcy porównali tylko te dwa rodzaje zderzeń, a nie inne możliwe źródła ciężkich pierwiastków, takie jak wybuchające gwiazdy.
