Novi napredak u trodimenzionalnim (3D) računalnim simulacijama svjetlosti koja se emitira nakon spajanja dviju neutronskih zvijezda pokazao je rezultate slične stvarnim opažanjima kilonove.
“Neviđena podudarnost između naših simulacija i opažanja kilonove AT2017gfo sugerira da u osnovi razumijemo događaje koji su se odvijali tijekom eksplozije i njenog slijeda,” istaknuo je Luke Shingles, znanstvenik u institutu GSI/FAIR te glavni autor članka objavljenog u The Astrophysical Journal Letters.
Najnovija opažanja koja kombiniraju gravitacijske valove s vidljivom svjetlošću upućuju na to da su spajanja neutronskih zvijezda ključna mjesta nastanka ovih elemenata. U ovom istraživanju sudjelovali su znanstvenici iz GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung te Sveučilišta Queen’s u Belfastu.
Kako interpretiramo svjetlost iz svemira
Svjetlo koje vidimo kroz teleskope odražava interakciju elektrona, iona i fotona iz materijala koji je izbačen tijekom spajanja neutronskih zvijezda. Ova interakcija i rezultirajuća svjetlost mogu se modelirati putem računalnih simulacija.
Znanstvenici su nedavno razvili prvu takvu 3D simulaciju koja prati cijeli proces: od samog spajanja neutronskih zvijezda, preko neutronskog hvatanja, do energije koja se oslobađa radioaktivnim raspadom i interakcijom s teškim elementima.
Zahvaljujući 3D prirodi ovog modela, moguće je predvidjeti kako će svjetlo izgledati iz bilo kojeg kuta gledanja. Posebno je zanimljivo što model predviđa niz spektralnih distribucija koje su vrlo slične stvarnim opažanjima kilonove AT2017gfo.
Razumijevanje podrijetla elemenata
“Ova istraživanja pomažu nam da bolje shvatimo podrijetlo elemenata težih od željeza, poput platine i zlata. Smatra se da su upravo spajanja neutronskih zvijezda glavni ‘proizvođači’ tih elemenata,” objašnjava Shingles.
Kada se dvije neutron zvijezde spoje, stvaraju uvjete visokih temperatura i gustina neutrona. U tim uvjetima dolazi do formiranja nestabilnih, neutronom bogatih teških jezgara. Kroz niz procesa, ti se elementi raspadaju i oslobađaju energiju koja rezultira eksplozivnom pojavom poznatom kao kilonova.
Ova 3D simulacija kombinira različita područja fizike, od ponašanja materije pod visokim tlakovima do interakcija između atoma i svjetlosti. Iako predstavlja značajan napredak, još uvijek postoje izazovi, poput preciznijeg opisivanja promjena u spektralnoj distribuciji i materijala koji se oslobađa kasnije.
Daljnji napredci u ovom području omogućit će preciznije predviđanje i razumijevanje spektara te pružiti dublje razumijevanje procesa formiranja teških elemenata. Ključna komponenta za ove modele je visokokvalitetna atomska i nuklearna eksperimentalna data koju će pružiti postrojenje FAIR.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
