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    La simulazione della galassia nana rivela diversi percorsi per l'arricchimento dello stronzio

    La galassia nana Fornax contiene stelle in cui il processo s può essere responsabile dell'arricchimento dei livelli di stronzio.ESO/Digitized Sky Survey 2. Credito:concesso in licenza con CC BY 4.0

    Le simulazioni di una galassia nana da parte degli astrofisici RIKEN hanno rivelato i vari processi attraverso i quali nascono metalli moderatamente pesanti come lo stronzio. Hanno scoperto che sono necessari almeno quattro tipi di stelle per spiegare l'abbondanza osservata di questi metalli nelle galassie nane.

    Le stelle sono gli alchimisti del cosmo. Molti degli elementi più leggeri nella tavola periodica sono generati dalla fusione nucleare nelle stelle, Per esempio. Ma le origini di alcuni elementi più pesanti sono più misteriose.

    Le reazioni di fusione possono rendere gli elementi pesanti come ferro e nichel, mentre elementi ancora più pesanti vengono creati quando i nuclei catturano neutroni extra. condizioni estreme, come quelli di una supernova o di una fusione tra due stelle di neutroni, guidare il processo di cattura rapida dei neutroni (processo r). In contrasto, il lento processo di cattura dei neutroni (processo s) avviene più gradualmente, per esempio nelle cosiddette stelle giganti asintotiche di ramo alla fine della loro vita. Ogni processo, e ogni ambiente, genera una diversa miscela di elementi pesanti.

    I metalli forgiati in questi processi vengono infine espulsi nello spazio quando la stella muore e possono essere incorporati in nuove stelle. Tracciare la distribuzione di questi elementi ereditati può aiutare a capire come sono stati realizzati.

    Stronzio, Per esempio, è uno degli elementi più leggeri creati nel processo r. Alcune stelle nelle galassie nane vicine alla Via Lattea hanno rapporti stronzio-bario insolitamente elevati, il che suggerisce che vengono prodotti in ambienti diversi.

    Per esaminare la provenienza di questo stronzio, Yutaka Hirai del RIKEN Center for Computational Science e due colleghi hanno simulato una galassia nana con una distribuzione dei metalli simile a quella osservata nelle galassie nane vicine. Quindi hanno esaminato quali processi stellari hanno portato all'arricchimento dello stronzio.

    I ricercatori hanno scoperto che le fusioni di stelle di neutroni e le stelle ramificate giganti asintotiche non potevano spiegare tutto l'arricchimento di stronzio nella loro simulazione. Parte dell'arricchimento proveniva dalla rotazione di stelle massicce, dove la miscelazione di materiali all'interno della stella può generare neutroni per una particolare forma di processo s.

    "Ma la nostra scoperta più importante è che l'espulsione delle supernove a cattura di elettroni può formare stelle con rapporti stronzio-bario altamente migliorati, "Dice Hirai. "Si prevede che un'esplosione di supernova a cattura di elettroni si verificherà nella gamma di massa più bassa delle stelle massicce, da otto a dieci volte la massa del Sole." Queste stelle sono note per avere nuclei ricchi di ossigeno, neon e magnesio.

    Il team di Hirai intende ora effettuare un confronto più dettagliato tra simulazioni e osservazioni delle abbondanze elementali delle stelle all'interno e intorno alla Via Lattea.


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