Un nuovo studio ha utilizzato simulazioni per indagare sulle cause delle variazioni nella produzione di manganese e nichel. La ricerca, pubblicata sulla rivista Nature Astronomy il 30 gennaio, scopre che la miscelazione tra i materiali espulsi dal nucleo che collassa e la stella circostante controlla la quantità di nichel-56 e manganese-56 che si formano.
"Il manganese-56 e il nichel-56 sono prodotti dal processo di cattura dei neutroni, processo r, durante il quale i nuclei atomici assorbono i neutroni fino a raggiungere una configurazione instabile che non può più catturarli", ha affermato Matthew Mumpower, astrofisico dell'Università dell'Alabama, autore principale dello studio. lo studio. "L'assorbimento dei neutroni porta rapidamente alla formazione di nuclei molto pesanti, ma in condizioni specifiche, i nuclei possono prendere percorsi per aggirare la formazione di nuclei altamente instabili, consentendo loro di formare nuclei stabili del gruppo del ferro come il nichel-56 e il manganese- 56."
La nucleosintesi del manganese-56 e del nichel-56 è interessante perché questi elementi non si trovano nei materiali espulsi della supernova in quantità uguali. Le osservazioni mostrano che le supernove producono fino a 10 volte più nichel-56 rispetto a manganese-56. Comprendere l’origine di questo rapporto manganese-56 e nichel-56 potrebbe aiutare gli scienziati a comprendere il meccanismo di esplosione delle supernove.
Le simulazioni del team hanno seguito il modo in cui le supernovae esplodono risolvendo al tempo stesso la fisica nucleare coinvolta nella produzione di elementi durante la nucleosintesi. Hanno scoperto che la chiave per comprendere il rapporto tra manganese-56 e nichel-56 risiede nella miscelazione di due diversi strati nella stella presupernova.
"L'ambiente del nucleo consente una produzione efficiente di nichel-56 e manganese-56 se questi strati si mescolano", ha affermato Mumpower.
Anche se si prevede che avvenga la miscelazione, i dettagli della miscelazione durante l'esplosione e il suo impatto sulla produzione relativa di manganese-56 e nichel-56 sono ancora incerti.
"Ciò che abbiamo dimostrato nelle nostre simulazioni è che la quantità di miscelazione avvenuta, quanto lontano avviene la miscelazione e il tempo durante l'esplosione in cui avviene la miscelazione sono importanti per spiegare perché la produzione di nichel-56 è spesso significativamente maggiore della produzione di nichel-56". manganese-56", ha detto Mumpower. "È chiaro che le simulazioni che non trattano la miscelazione e la nucleosintesi in modo coerente forniranno risultati incompleti o errati."
