Espectros de emisión sintética de Sn ii E1, M1 y E2 en comparación con los espectros de emisión tardíos observados (+7,4-10,4 días) de AT2017gfo. Tanto los espectros observados como los sintéticos se han desplazado para mayor claridad. Los espectros sintéticos presentados cubren el rango de temperatura (T ∈ [2500, 3500, 4500] K) y se trazan como curvas rojas, naranjas y azules, respectivamente. Los espectros de emisión de Sn ii de E1, M1 y E2 se representaron como líneas continuas, discontinuas y punteadas, respectivamente. No se aplicó escala a los espectros observados o sintéticos. Préstamo: Diario físico europeo D (2023). DOI: 10.1140/epjd/s10053-023-00695-5
El oro que compone sus joyas más valiosas puede haberse formado por una violenta colisión cósmica a millones o miles de millones de años luz de distancia entre dos estrellas de neutrones. Una nueva investigación tiene como objetivo comprender mejor este proceso.
Solo hay una ubicación confirmada en el universo capaz de producir condiciones lo suficientemente extremas como para desencadenar la producción de muchos de los elementos más pesados del universo, incluidos el oro, el platino, el uranio y la fusión de estrellas de neutrones. Estas fusiones son el único evento observado hasta ahora que puede producir las increíbles densidades y temperaturas necesarias para impulsar el rápido proceso de captura de neutrones.
En un nuevo artículo en Diario físico europeo DAndrey Bondarev, investigador postdoctoral en el Instituto Helmholtz de Jena, James Gillanders, investigador postdoctoral en Roma, y sus colegas estudian los espectros de la kilonova AT2017gfo para investigar la presencia de estaño forjado, buscando características espectrales causadas por sus transiciones prohibidas.
“Hemos demostrado que los datos atómicos precisos, especialmente para las transiciones dipolares y cuadripolares prohibidas, que son desconocidas para muchos elementos, son importantes para el análisis de kilonovas”, dice Bondarev. “Al calcular una gran cantidad de niveles de energía y tasas de transiciones multipolares entre ellos en estaño ionizado individualmente, utilizando un método que combina enfoques de interacción configuracional y de cúmulo acoplado linealizado, hemos generado un conjunto de datos atómicos que se pueden utilizar en futuros análisis astrofísicos”.
La investigación del equipo muestra que la transición del dipolo magnético entre los niveles de doblete del estado fundamental del estaño ionizado individualmente conduce a una característica distinta y observable en los espectros de emisión de kilonova.
“Si bien esto no coincide con ninguna característica destacada en los espectros de AT2017gfo, puede usarse como sonda para futuros eventos de kilonova”, explica Gillanders. “Cuantos más elementos se puedan identificar positivamente, más cerca estaremos de comprender estas increíbles explosiones cósmicas”.
El equipo señala que las kilonovas son un fenómeno reciente, con las primeras observaciones espectroscópicas recién realizadas en 2017. Mejores datos atómicos, como los proporcionados por este estudio, serán esenciales para comprender mejor las colisiones explosivas asociadas con las fusiones de estrellas de neutrones.
“Esperamos que nuestro trabajo contribuya de alguna manera a una mejor comprensión del proceso por el cual se forman los elementos más pesados del universo”, concluye Gillanders. “Estamos ansiosos por descubrir nuevas kilonovas y nuevos conjuntos de observaciones relacionados que nos permitan ampliar nuestra comprensión de estos eventos”.