Le potenti fucine nucleari delle kilonovae

TROVATI ELEMENTI PESANTI DALL’ANALISI DI UNA FUSIONE DI STELLE NEUTRONI

La kilonova GRB 230307A e la sua ex galassia natale, riprese della Nircam (Near-Infrared Camera) del Webb. La coppia di stelle di neutroni è stata espulsa dalla galassia natale e ha viaggiato per circa 120mila anni luce, prima di fondersi, diverse centinaia di milioni di anni dopo (Nasa, Esa, Csa, STScI, Andrew Levan).

Quando le stelle arrivano alla fine della loro vita, se sono abbastanza massicce da aver completato tutte le fasi di bruciamento degli elementi leggeri per auto-sostenersi, raggiungono la soglia del ferro. Tale limite è importante perché a cominciare da questa reazione, i processi nucleari non forniscono più energia generando elementi via via più pesanti, ma la assorbono.

La sintesi degli elementi più pesanti del ferro è appannaggio soltanto dei giganti stellari. Oggi, gli scienziati hanno osservato la creazione elementi chimici rari in un lampo di raggi gamma estremamente luminoso, gettando nuova luce su come essi si formano.

Il lampo gamma eccezionalmente brillante (oltre un milione di volte più luminoso dell’intera Via Lattea), denominato GRB 230307A, è stato causato dalla fusione di due stelle di neutroni e l’esplosione è stata osservata utilizzando una serie di telescopi terrestri e spaziali, tra cui il telescopio spaziale James Webb della NASA, il telescopio spaziale a raggi gamma Fermi e l’osservatorio Neil Gehrels Swift.

Tra gli elementi trovati dall’analisi è stato trovato anche il tellurio, oltre ad altri elementi come lo iodio e il torio, che sono necessari per sostenere la vita sulla terra.

Stelle così potenti che esplodono vengono chiamate kilonovae. I lampi di raggi gamma provengono proprio dai potenti getti che vengono prodotti quando collidono due stelle di neutroni e viaggiano quasi alla velocità della luce.

Queste stelle hanno trascorso centinaia di milioni di anni di anni spiraleggiando l’una verso l’altra, prima di scontrarsi per produrre un flash immenso. Una fucina cosmica distante circa 120mila anni luce dalla loro galassia natale che aveva espulso questa coppia pericolosa.

La collisione di questo tipo di stelle è il processo principe per la creazione di elementi pesanti e il bagliore radioattivo di questi nuovi elementi alimenterà la kilonova, mentre il bagliore dell’esplosione si affievolirà.

Il lampo è durato 200 secondi, il che significa che è classificato come un lampo di raggi gamma di lunga durata, tipico delle fusioni di stelle di neutroni.

A poco più di 150 anni da quando Dmitri Mendeleev ha scritto la tavola periodica degli elementi, siamo finalmente in grado di iniziare a riempire quegli ultimi spazi vuoti che mancano alla comprensione degli elementi di cui tutto è fatto.

I ricercatori stanno ora cercando di saperne di più su come funzionano queste fusioni di stelle di neutroni e su come alimentano queste enormi esplosioni che generano gli elementi chimici più pesanti.

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