2021-07-24 13:19:57

Las supernovas mejoradas pueden producir gran parte de los elementos pesados ​​del universo

El análisis de una estrella antigua y rara sugiere un nuevo lugar de nacimiento para elementos como el uranio y la plata

Las explosiones de estrellas masivas magnetizadas (similar a la ilustrada) pueden ser la fuente de gran parte de los elementos pesados ​​del universo.

#ciencia #astronomia


Las violentas explosiones de estrellas masivas magnetizadas pueden forjar la mayoría de los elementos pesados ​​del universo, como la plata y el uranio.

 

Estos elementos del proceso r, que incluyen la mitad de todos los elementos más pesados ​​que el hierro, también se producen cuando las estrellas de neutrones se fusionan ( SN: 16/10/17 ). Pero las colisiones de esas estrellas muertas por sí solas no pueden formar todos los elementos del proceso r que se ven en el universo. Ahora, los científicos han identificado un tipo de supernova energética llamada hipernova magnetorrotacional como otro lugar de nacimiento potencial de estos elementos.

 

Los resultados, descritos 7 de julio en la naturaleza , se derivan del descubrimiento de un anciano estrella gigante roja - posiblemente 13 mil millones de años - en la de la Vía Láctea de halo ( SN: 01/09/20 ). Al analizar la composición elemental de la estrella, que es como el libro de instrucciones genéticas de una estrella, los astrónomos examinaron la historia familiar de la estrella. Cuarenta y cuatro elementos diferentes observados en la estrella sugieren que se formó a partir de material sobrante "por una explosión especial de una estrella masiva poco después del Big Bang", dice el astrónomo David Yong de la Universidad Nacional Australiana en Canberra.

 

Los elementos de la antigua estrella no son los restos de una fusión de estrellas de neutrones, dicen Yong y sus colegas. Su abundancia de ciertos elementos pesados, como el torio y el uranio, era mayor de lo que cabría esperar de una fusión de estrellas de neutrones. Además, la estrella también contiene elementos más ligeros como zinc y nitrógeno, que no pueden producirse mediante esas fusiones. Y dado que la estrella es extremadamente deficiente en hierro, un elemento que se acumula a lo largo de muchos nacimientos y muertes estelares, los científicos piensan que la gigante roja es una estrella de segunda generación cuyos elementos pesados ​​provienen todos de un evento predecesor de tipo supernova.

 

Las simulaciones sugieren que el evento fue una hipernova magnetorrotacional, creada con la muerte de una estrella altamente magnetizada que giraba rápidamente al menos 25 veces la masa del sol. Cuando estas estrellas explotan al final de sus vidas como un tipo de supernova mejorada, pueden tener los entornos energéticos y ricos en neutrones necesarios para forjar elementos pesados.

 

Las hipernovas magnetorrotacionales pueden ser similares a los colapsos : estrellas masivas giratorias que colapsan en agujeros negros en lugar de explotar. Los colapsos también se han propuesto anteriormente como lugares de nacimiento de los elementos del proceso r ( SN: 5/8/19 ).

 

Los investigadores creen que las hipernovas magnetorrotacionales son raras y componen solo 1 de cada 1.000 supernovas. Aun así, tales explosiones serían 10 veces más comunes que las fusiones de estrellas de neutrones en la actualidad, y producirían cantidades similares de elementos pesados ​​por evento. Junto con sus contrapartes menos energéticas , llamadas supernovas magnetorrotacionales, estas hipernovas podrían ser responsables de crear el 90 por ciento de todos los elementos del proceso r , había calculado previamente el coautor Chiaki Kobayashi, astrofísico de la Universidad de Hertfordshire en Hatfield, Inglaterra. En el universo temprano, cuando las estrellas masivas que giraban rápidamente eran más comunes, tales explosiones podrían haber sido aún más influyentes.

 

Las observaciones son impresionantes, dice Stan Woosley, astrofísico de la Universidad de California, Santa Cruz, que no participó en el nuevo estudio. Pero “no hay pruebas de que las abundancias [elementales] en esta estrella deficiente en metales se hayan producido en un solo evento. Podría haber sido uno. Podría haber sido 10. " Uno de esos eventos podría haber sido incluso una fusión de estrellas de neutrones, dice.

 

Los científicos esperan encontrar más estrellas como la anciana gigante roja, lo que podría revelar la frecuencia de las hipernovas magnetorrotacionales. Por ahora, la estrella recién analizada sigue siendo "increíblemente rara y demuestra la necesidad de ... grandes estudios para encontrar tales objetos", dice Yong.


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