Stele neutronice: cheia pentru aur și platină în univers!

Stele neutronice: cheia pentru aur și platină în univers!

Pe 3 iunie 2025, Tim Dietrich, profesor de astrofizică teoretică la Universitatea din Potsdam, și-a exprimat dorința de a vizita stelele neutronice cu o navă spațială. Aceste obiecte extrem de dense și compacte se formează în exploziile de supernove ale stelelor masive și strălucesc pentru scurt timp la fel de puternic ca o întreagă galaxie. Densitatea lor este uluitoare: o linguriță de material dintr-o stea neutronică poate cântări până la un miliard de tone. Majoritatea acestor corpuri cerești fascinante sunt situate în sisteme stelare binare. Ei pierd energie până se ciocnesc în cele din urmă, eliberând cantități incredibile de energie. Prima coliziune observată a stelelor neutronice a avut loc pe 17 august 2017, când au fost detectate atât unde gravitaționale, cât și semnale luminoase, marcând o piatră de hotar în astronomia modernă. Acesta a fost evenimentul GW170817, care a avut loc în afara Căii Lactee și a detectat semnalul luminos de la o coliziune a unei stele neutronice în galaxia NGC 4993.

În timpul unor astfel de ciocniri, sunt create elemente noi - inclusiv elemente grele precum aurul și platina. Aceste procese sunt complexe și fascinante; ele vizează producerea de raze gamma ca cele observate în timpul coliziunii. În coliziunea din 2017, detectoarele astronomice, cum ar fi detectoarele LIGO din Hanford, Washington și Livingston, Louisiana, au detectat o cantitate semnificativă de unde gravitaționale. Acestea au fost înregistrate pe o perioadă de aproximativ 100 de secunde. Măsurătoarea a fost completată de detectorul Virgo, ceea ce a făcut ca localizarea semnalului să fie mai precisă. Doar 1,7 secunde mai târziu, sateliții Gamma-ray Burst Monitor (GBM) de la bordul satelitului Fermi au detectat explozia de raze gamma însoțitoare.

Descoperiri și teorii în jurul coliziunilor stelelor neutronice

Descoperirea lui GW170817 marchează începutul astronomiei multi-mesager. Această metodă nouă combină semnale diferite pentru a înțelege mai bine universul. Măsurarea simultană a undelor gravitaționale și a semnalelor luminoase a oferit dovezi importante pentru teoria relativității a lui Einstein. Probabilitatea ca coincidența undelor gravitaționale și a razelor gamma să apară întâmplător este dată de 1 la 200 de milioane. Evenimentul confirmă teoria conform căreia fuziunile stelelor de neutroni sunt principala sursă de elemente mai grele, în special elementele de proces r.

Cu toate acestea, descoperirea undelor gravitaționale este doar vârful aisbergului. Cercetările de la Institutul Max Planck pentru Fizică Gravitațională arată că mecanismele din spatele generării de câmpuri magnetice în fuziunea stelelor neutronice pot fi explicate prin simulări pe computer. Aceste simulări arată că stelele neutronice, care au doar aproximativ 20 de kilometri în diametru, sunt capabile să genereze câmpuri magnetice puternice. Aceste procese magnetohidrodinamice arată că două mecanisme contribuie la întărirea câmpului magnetic: instabilitatea Kelvin-Helmholtz și instabilitatea rotațională magnetică, care acționează ca un dinam.

La aproximativ 60 de milisecunde după fuziune, un jet este aruncat peste polii magnetarului rezultat, care este responsabil pentru producerea radiației kilonova. Aceste fenomene impresionante arată că coliziunile stelelor cu neutroni nu produc numai unde gravitaționale și semnale luminoase spectaculoase, ci și o varietate de elemente și câmpuri magnetice - toate aspectele care continuă să fascineze astrofizica și oferă o nouă posibilitate de descoperire.

Pentru viitor, ideea de a călători cu o navă spațială la astfel de evenimente din alte galaxii rămâne mai mult decât un vis. Conceptul de acționare warp, care teoretic ar putea permite viteze mai rapide decât luminii, se bazează pe formulele fizice ale relativității generale. Dar până când vom putea întreprinde astfel de călătorii, ciocnirea dintre stelele neutronice rămâne un subiect fascinant și complex pentru astronomie.