Pesquisas recentes destacam as supernovas de jato de envelope comum como essenciais na geração de elementos mais pesados que os lantanídeos, revisando crenças anteriores de que estrela de nêutrons fusões foram os principais locais. Esta descoberta abre novos caminhos para a compreensão do cosmos e orienta futuros estudos astrofísicos.
Em um estudo publicado em O Revista Astrofísicaos cientistas propuseram as características do processo de captura rápida de nêutrons (r-processo) nucleossíntese em um novo cenário, supernovas de jato de envelope comum (CEJSNe). Este estudo lança nova luz sobre a origem dos elementos, especialmente além dos lantanídeos.
Novos insights sobre a síntese de elementos pesados
A origem de elementos mais pesados que o ferro é uma das principais questões na comunidade da física. A queima de fusão em estrelas produz elementos até o ferro, enquanto os mais pesados não podem ser produzidos naquele ambiente devido à repulsão de Coulomb. No entanto, o ambiente explosivo pode fornecer temperatura e densidade suficientes para gerar elementos pesados. r– acredita-se que o processo que ocorre em tal ambiente produza cerca de metade dos elementos mais pesados que o ferro.
Desafiando a teoria da fusão de estrelas de nêutrons
Em 2017, a descoberta da onda gravitacional e do seu brilho residual do evento de fusão de estrelas de nêutrons GW081708 confirmou de forma única a ocorrência da r-processo pela primeira vez. No entanto, estudos subsequentes colocam em dúvida a ideia de que a fusão de estrelas de nêutrons é o único local de r-processo, como a abundância de lantanídeos produzidos pela fusão de estrelas de nêutrons é significativamente menor do que o que foi observado em estrelas pobres em metais. Portanto, os papéis de outros locais, como colapsares e supernovas magnetohidrodinâmicas, deve ser chave para o r-processo.
O Dr. Shilun Jin, do Instituto de Física Moderna (IMP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS), e seu colaborador do Technion (Israel) apresentaram as características do r-processo no novo site CEJSNe pela primeira vez.
Apresentando Supernovas de Jato de Envelope Comum (CEJSNe)
CEJSNe se refere a uma estrela de nêutrons remanescente de uma supernova e uma supergigante vermelha da fase tardia de um sistema binário massivo. A supergigante vermelha se expande, engolfando a estrela de nêutrons, que espirala para dentro do envelope da supergigante vermelha e então para dentro de seu núcleo. Uma vez que entra no núcleo, a estrela de nêutrons acumula massa por meio de um disco de acreção a uma taxa muito alta, e os jatos energéticos e densos que são produzidos podem fornecer condições adequadas para r-processo de nucleossíntese.
Os pesquisadores mostraram que o CEJSNe pode produzir a maior abundância de elementos mais pesados que os lantanídeos entre todos os atuais r-cenários de processo. Ao comparar log(XLa) com log(Ir/Eu), que é uma nova quantidade que mostra a força relativa dos lantanídeos e elementos no terceiro pico, eles encontraram uma anticorrelação entre CEJSNe e outros r-modelos de processos.
“Esta descoberta significa que lantanídeos abundantes e elementos mais pesados não podem ser gerados em um único evento, o que seria uma característica crítica para pesquisas futuras sobre r-processo. O CEJSNe também é fundamental para explicar as características do r-estrelas pobres em metais aprimoradas”, disse o Dr. Jin.
Perspectivas futuras para a pesquisa de síntese de elementos
Este trabalho não só abre caminho para uma melhor compreensão dos segredos do r-processo, mas também orientará os pesquisadores na realização de várias medições. Como os isótopos exóticos da High Intensity Accelerator Facility (HIAF) estarão disponíveis em breve na China, as principais propriedades nucleares relevantes para o r-processo no CEJSNe devem ser revelados.
Referência: “Robusto r-processo Nucleossíntese além dos Lantanídeos nas Supernovas do Jato Envelop Comum” por Shilun Jin e Noam Soker, 20 de agosto de 2024, O Jornal Astrofísico.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad5f8e
