Un residuo di fusione di stelle di neutroni. I campi magnetici nei resti potrebbero essere piuttosto alti, che cambierà il comportamento degli elettroni nelle reazioni nucleari, e come si comportano le reazioni nucleari. Credito:NASA
Da dove vengono i nostri elementi? E come sono fatti? La nuova ricerca di Michael Famiano sta ribaltando il copione su quelle antiche questioni di astrofisica nucleare. La verità è là fuori, a diversi anni luce di distanza tra le stelle, per essere precisi.
"Indosso un anello al dito. Quell'oro è stato creato nello spazio in qualche modo. E pensiamo di avere un'idea abbastanza chiara di dove sia venuto, ma ci sono ancora molte domande, "dice Famiano, Professore e Presidente del Dipartimento di Fisica della Western Michigan University.
Insieme ai colleghi dell'Università del Wisconsin, Università di Kyushu in Giappone, e l'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone, ha studiato gli ambienti all'interno delle stelle dove vengono prodotti i metalli pesanti, luoghi in cui collisioni e reazioni violente potrebbero produrre abbastanza calore da creare materia e antimateria.
"Le cose si surriscaldano abbastanza da poter produrre elettroni e positroni, e che cambia tutto ciò che sappiamo sugli ambienti che compongono gli elementi, " lui dice.
Queste alte temperature sono esacerbate dai campi magnetici estremamente elevati che si trovano nello spazio. Campi magnetici di stelle di neutroni, Per esempio, sono circa un quintilione di volte più forti del campo magnetico terrestre.
"Questo cambia le reazioni nucleari, e può cambiarli in modo abbastanza significativo e in modi piuttosto sorprendenti, " dice Famiano. "E alcune delle cose che stiamo scoprendo sono davvero interessanti, perché i nostri risultati sono quasi controintuitivi."
Riproduzione artistica di una magnetar. I campi magnetici sulle magnetar sono così alti che le interazioni degli elettroni con i nuclei vicini sono alterate, e le reazioni nucleari in corso sulla superficie possono cambiare, alterando il modo in cui si evolvono queste cose. Credito:NASA
Il 13 ottobre, Famiano risponderà alle domande durante un briefing di notizie in diretta e presenterà la sua ricerca in un discorso scientifico durante l'incontro autunnale del 2021 della Divisione APS di Fisica Nucleare. Includerà dati preliminari sugli effetti di alti campi magnetici sulle stelle di neutroni in accrescimento. Spiegherà come i campi magnetici elevati nei lampi di raggi X possono effettivamente cambiare la composizione delle ceneri e come i tassi di cattura degli elettroni relativi al raffreddamento potrebbero effettivamente diminuire a seconda dell'intensità del campo, che è l'opposto di quanto ci si aspettava.
"Potrebbe effettivamente spiegare alcuni degli strani comportamenti che vediamo negli ambienti stellari. Ed è di così vasta portata perché colpisce tutto ciò che diventa molto caldo e colpisce tutto ciò che ha un campo magnetico molto alto. E puoi sempre trovarlo in spazio."
