Nel 2017 la scoperta delle onde gravitazionali e del loro bagliore residuo dall’evento di fusione di stelle di neutroni GW081708 ha confermato per la prima volta l’occorrenza del processo di cattura rapida di neutroni, noto come r-process. Tuttavia, studi successivi hanno messo in dubbio l’idea che la fusione di stelle di neutroni sia l’unico sito del r-process, poiché l’abbondanza di lantanidi prodotta da tali fusioni è significativamente inferiore a quella osservata nelle stelle povere di metalli. Pertanto, è fondamentale considerare altri siti, come i collapsar e le supernove magnetoidrodinamiche, per comprendere appieno il r-process.
Il Dr. Shilun Jin dell’Istituto di Fisica Moderna (IMP) dell’Accademia Cinese delle Scienze (CAS) e il suo collaboratore del Technion in Israele hanno presentato per la prima volta le caratteristiche del r-process nel nuovo sito delle CEJSNe. Queste supernove si verificano quando una stella di neutroni, residuo di una supernova, e una supergigante rossa in una fase avanzata di un sistema binario massiccio interagiscono. La supergigante rossa si espande, inglobando la stella di neutroni, che spiraleggia verso l’interno dell’inviluppo della supergigante rossa e poi nel suo nucleo. Una volta entrata nel nucleo, la stella di neutroni accresce massa tramite un disco di accrescimento a un tasso molto elevato, e i getti energetici e densi prodotti possono fornire le condizioni adeguate per la nucleosintesi del r-process.
I ricercatori hanno dimostrato che le CEJSNe possono produrre la maggiore abbondanza di elementi più pesanti dei lantanidi tra tutti gli scenari attuali del r-process. Confrontando il log(XLa) con il log(Ir/Eu), una nuova quantità che mostra la forza relativa dei lantanidi e degli elementi nel terzo picco, hanno trovato un’anticorrelazione tra le CEJSNe e altri modelli del r-process. Questo significa che abbondanti lantanidi e elementi più pesanti non possono essere generati in un singolo evento, una caratteristica critica per ulteriori ricerche sul r-process. Le CEJSNe sono anche fondamentali per spiegare le caratteristiche delle stelle povere di metalli arricchite in r-process.
Questo lavoro non solo apre la strada a una migliore comprensione dei segreti del r-process, ma guiderà anche i ricercatori nell’intraprendere varie misurazioni. Poiché isotopi esotici dal High Intensity Accelerator Facility (HIAF) saranno presto disponibili in Cina, si prevede che le proprietà nucleari chiave rilevanti per il r-process nelle CEJSNe saranno svelate. Questo permetterà di approfondire ulteriormente la nostra comprensione della formazione degli elementi pesanti nell’universo.
