Недавние исследования килоновой AT2017gfo предоставили революционные сведения о формировании атомных элементов после столкновений нейтронных звезд. Опубликованное в журнале Astronomy and Astrophysics, исследование, возглавляемое Альбертом Снеппеном из Центра Космического Рассвета и Института Нильса Бора, подчеркивает уникальную возможность наблюдать синтез тяжелых элементов во время этого энергетического события.
Килоновы, возникающие в результате слияния нейтронных звезд, высвобождают огромную энергию и создают шар плазмы, который расширяется. По мере охлаждения этой плазмы происходит нуклеосинтез, в ходе которого образуются такие элементы, как золото, платина и уран, через процесс быстрого захвата нейтронов (r-процесс). Это исследование стало первым случаем, когда астрономы наблюдали образование атомов в килоновой, что дает более четкое представление о условиях, аналогичных тем, что существовали вскоре после Большого Взрыва.
Исследование использовало несколько наземных телескопов и телескоп Хаббл для получения спектров через 0,5–9,4 дня после слияния. Наблюдения сосредоточились на оптических и ближних инфракрасных длинах волн, что позволило исследователям проанализировать богатые спектры вновь образованных элементов, включая стронций, теллур, лантан, цезий и итрий.
Примечательно, что спектральная линия P Cygni сыграла ключевую роль в этом исследовании, раскрывая динамику расширяющейся газовой оболочки вокруг килоновой. Сложность спектров предоставила информацию о скорости, плотности, температуре и ионизации эжектов.
Килонова произвела примерно 16 000 земных масс тяжелых элементов, из которых около 10 земных масс составляют золото и платина. Кроме того, событие связано с обнаружением гравитационных волн GW170817, что стало первой наблюдаемой гравитационной волной вместе с ее электромагнитным эквивалентом.
Это исследование улучшает наше понимание килоновых как мини-лабораторий для экстремальной ядерной физики и их роли как значительных вкладчиков в синтез тяжелых элементов во Вселенной.