Coelum Astronomia 218 - 2018 - Page 98

Durante la coalescenza delle due stelle di neutroni le densità di energia e neutroni sono cosi' alte che viene favorita la nucleosintesi tramite "processo r", dove "r" sta per "rapido", abbreviazione di "cattura rapida di neutroni", a indicare che l'accrescimento di neutroni sui nuclei è più veloce del "decadimento beta" che fa perdere elettroni e trasforma neutroni in protoni. Il risultato è che si formano nuclei con moltissimi neutroni. Questo li rende pesanti e instabili, ed essi quindi decadono radioattivamente dando luogo alla luce di kilonova.

L'identificazione delle specie radioattive e delle loro abbondanze richiede un esame della curva di luce, il cui tasso di decrescita è legato al tempo di dimezzamento degli isotopi presenti, e l'applicazione di modelli atomici sofisticati e codici di trasporto radiativo per ricostruire lo spettro "sintetico" e confrontarlo con quello osservato. Si stima che nell'evento del 17 agosto 2017 siano stati prodotti circa 4 centesimi di massa solare di elementi pesanti, di cui una frazione pari a circa una massa terrestre di solo oro!

Gli eventi di kilonova sono responsabili dell'arricchimento cosmico di elementi pesanti e il loro studio permette quindi di ricostruire la storia dell'evoluzione chimica dell'Universo. Una volta sintetizzati nell'esplosione ed espulsi, essi si riversano nel mezzo interstellare della galassia che ospita l'esplosione e in particolare nelle nubi molecolari da cui si formano future stelle. Esse quindi conterranno questi elementi e così anche i dischi protoplanetari che le circondano. I pianeti in formazione hanno quindi la loro "dote" di metalli pesanti che li accompagnerà in tutta la loro evoluzione: anche i metalli pesanti che si trovano sulla Terra hanno avuto questa origine.

Indipendentemente dalla rivelazione di onde gravitazionali, il 17 agosto 2017 fu anche rivelato,

Sopra. La fusione di due stelle di neutroni produce una violenta esplosione nota come kilonova. Ci si aspetta che un evento di questo tipo lanci elementi chimici pesanti nello spazio. Questa immagine mostra alcuni di questi elementi, indicati dal loro numero atomico. Crediti: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser.

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