شرح خبر
شواهد روزافزون نشان می‌دهد که ادغام ستاره‌های نوترونیِ دوتایی منشاء اصلی عناصر سنگینی است که منحصرا در طی گیراندازی نوترونی سریع (فرایند r یا r-process) تولید شده‌اند. از آنجا که ادغام دو ستاره نوترونی به‌ندرت رخ می‌دهد، رسوب ایزوتوپ‌های رادیواکتیو آنها در ابر پیش‌خورشیدی ممکن است تحت تاثیر چند رخداد نزدیک به‌آن قرار گرفته باشد. هرچند فراوانی ایزوتوپ‌های فرایند r، با نیمه عمرهای کمتر از ۱۰۰میلیون سال- اکنون دیگر در منظومه شمسی وجود ندارند، در منظومه شمسی اولیه مشخص است، زیرا محصولات دختر آنها که در دماهای بالا چگالیده شده در شهاب‌سنگ‌ها پیدا شده است. در این مقاله گزارش می‌کنیم که فراوانی ایزوتوپ‌های فرایند r با طول عمر کوتاه در منظومه شمسی اولیه به منشاء آنها در ادغام دو ستاره نوترونی اشاره دارد و نشان‌دهنده رسوبات قابل‌توجه ناشی از یک رخداد ادغامی در فاصله نزدیک است. با مقایسه شبیه‌سازی‌های عددی با فراوانی اکتینیدها در منظومه شمسی اولیه که طی فرایندr انحصاری تولید شده‌اند، آهنگ رخداد تولید کهکشانی آنها را بین حدود ۱ تا ۱۰۰ در هر یک میلیون سال محدود می‌کنیم. این مقدار تخمین‌های رصدی آهنگ ادغام ستاره‌های نوترونی را دربرمی‌گیرد،‌ اما درمورد ابرنواخترها و منابع ستاره‌ای غیرمحتمل است. علاوه‌براین ما متوجه شدیم که احتمالا یک ادغام در این نزدیکی وجود داشت که بیشتر کوریُم (curium) و بخش قایل‌توجهی از پلوتونیوم کنونی منظومه شمسی را تولید کرده است. احتمالا چنین اتفاقی حدود ۳۰۰ پارسک دورتر از ابر پیش‌خورشیدی اولیه افتاده است،‌ تقریبا ۸۰میلیون سال پیش از تشکیل منظومه شمسی.



منابع:

۱-

Goriely, S., Bauswein, A. & Janka, H.-T. r-process nucleosynthesis in dynamically ejected matter of neutron star mergers. Astrophys. J. 738, L32 (2011).

۲-

Abbott, B. P. et al. Multi-messenger observations of a binary neutron star merger. Astrophys. J. 848, L12 (2017).

۳-

Hotokezaka, K., Piran, T. & Paul, M. Short-lived 244Pu points to compact binary mergers as sites for heavy r-process nucleosynthesis. Nat. Phys. 11, 1042 (2015).

۴-

Côté, B. et al. The origin of r-process elements in the Milky Way. Astrophys. J. 855, 99 (2018).

۵-

Tissot, F. L. H., Dauphas, N. & Grossman, L. Origin of uranium isotope variations in early solar nebula condensates. Sci. Adv. 2, e1501400 (2016).

۶-

Wanderman, D. & Piran, T. The rate, luminosity function and time delay of non-collapsar short GRBs. Mon. Not. R. Astron. Soc. 448, 3026–3037 (2015).

۷-

Abbott, B. P. et al. GWTC-1: a gravitational-wave transient catalog of compact binary mergers observed by LIGO and Virgo during the first and second observing runs. Preprint at http://arxiv.org/abs/1811.12907 (2018).

۸-

Gupte, N. & Bartos, I. Observational consequences of structured jets from neutron star mergers in the local Universe. Preprint at http://arxiv.org/abs/1808.06238 (2018).

۹-

Abadie, J. et al. Topical review: predictions for the rates of compact binary coalescences observable by ground-based gravitational-wave detectors. Class. Quantum Gravity 27, 173001 (2010).

۱۰-

Wasserburg, G. J., Busso, M., Gallino, R. & Nollett, K. M. Short-lived nuclei in the early Solar System: possible AGB sources. Nucl. Phys. A 777, 5–69 (2006).

۱۱-

McMillan, P. J. Mass models of the Milky Way. Mon. Not. R. Astron. Soc. 414, 2446–2457 (2011).

۱۲-

Montmerle, T. et al. 3. Solar System formation and early evolution: the first 100 million years. Earth Moon Planets 98, 39–95 (2006).

۱۳-
Tang, H., Liu, M.-C., McKeegan, K. D., Tissot, F. L. H. & Dauphas, N. In situ isotopic studies of the U-depleted Allende CAI Curious Marie: pre-accretionary alteration and the co-existence of 26Al and 36Cl in the early solar nebula. Geochim. Cosmochim. Acta 207, 1–18 (2017).

۱۴-

Dauphas, N. & Chaussidon, M. A perspective from extinct radionuclides on a young stellar object: the Sun and its accretion disk. Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 39, 351–386 (2011).

۱۵-

Cappellaro, E., Evans, R. & Turatto, M. A new determination of supernova rates and a comparison with indicators for galactic star formation. Astron. Astrophys. 351, 459–466 (1999).

۱۶-

Lugaro, M., Ott, U. & Kereszturi, A. Radioactive nuclei from cosmochronology to habitability. Prog. Part. Nucl. Phys. 102, 1–47 (2018).

۱۷-

Kopparapu, R. K. et al. Host galaxies catalog used in LIGO searches for compact binary coalescence events. Astrophys. J. 675, 1459–1467 (2008).

۱۸-

Fong, W., Berger, E., Margutti, R. & Zauderer, B. A. A decade of short-duration gamma-ray burst broadband afterglows: energetics, circumburst densities, and jet opening angles. Astrophys. J. 815, 102 (2015).

۱۹-

Berger, E. Short-duration gamma-ray bursts. Annu. Rev. Astron. Astrophys. 52, 43–105 (2014).

۲۰-

Siegel, D. M., Barnes, J. & Metzger, B. D. The neutron star merger GW170817 points to collapsars as the main r-process source. Preprint at http://arxiv.org/abs/1810.00098 (2018).

۲۱-

Tauris, T. M. & van den Heuvel, E. P. J. in Compact Stellar X-ray Sources (eds Lewin, W. & van der Klis, M.) 623–665 (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2006).

۲۲-

Metzger, B. D. Kilonovae. Living Rev. Relativ. 20, 3 (2017).

۲۳-

Cowperthwaite, P. S. et al. The electromagnetic counterpart of the binary neutron star merger LIGO/Virgo GW170817. II. UV, optical, and near-infrared light curves and comparison to kilonova models. Astrophys. J. 848, L17 (2017).

۲۴-

Truran, J. W. The age of the universe from nuclear chronometers. Proc. Natl Acad. Sci. USA 95, 18–21 (1998).

۲۵-

Yang, C.-C. & Krumholz, M. Thermal-instability-driven turbulent mixing in galactic disks. I. Effective mixing of metals. Astrophys. J. 758, 48 (2012).




نویسنده خبر: سمانه نوروزی
کد خبر :‌ 2811
«استفاده از اخبار انجمن فیزیک ایران و انتشار آنها، به شرط
ارجاع دقیق و مناسب به خبرنامه‌ی انجمن بلا مانع است.»‌



حامیان انجمن فیزیک ایران   (به حامیان انجمن بپیوندید)

کلیه حقوق مربوط به محتویات این سایت محفوظ و متعلق به انجمن فیریک ایران می‌باشد.
Webmaster : Ali Meschian : www.irandg.com

www.irandg.com