Fuller et al. proposent un modèle de synthèse d'éléments lourds dans lequel une étoile à neutrons en rotation rapide est avalée de l'intérieur par un minuscule trou noir. L'étoile déformée par centrifugation, montré en coupe, perd une masse considérable à son équateur à mesure qu'il tourne et que le moment angulaire est transféré vers l'extérieur. Noyaux atomiques lourds, y compris l'or et le platine, peut se former via le processus r dans la matière riche en neutrons qui est expulsée de l'étoile en implosion. Crédit :APS/Alan Stonebraker, passant par La physique
(Phys.org)—Une équipe de chercheurs de l'Université de Californie a mis au point une nouvelle théorie pour expliquer comment des éléments lourds tels que les métaux sont apparus. Le groupe explique sa théorie dans un article publié dans la revue Lettres d'examen physique — cela implique l'idée de trous noirs primordiaux (PBH) infestant les centres des étoiles à neutrons et les dévorant de l'intérieur.
Les scientifiques de l'espace sont convaincus qu'ils ont trouvé des explications sur les origines des éléments légers et moyens, mais sont toujours perplexes sur la façon dont les éléments les plus lourds ont pu exister. Les théories actuelles suggèrent qu'elles ont très probablement émergé au cours de ce que les chercheurs appellent un processus r, comme dans rapid. Dans le cadre du processus, un grand nombre de neutrons serait soumis à des densités élevées, résultant en une capture par les noyaux atomiques - clairement, un environnement extrême. Le candidat le plus probable pour créer un tel environnement est une supernova, mais il semble y en avoir trop peu pour expliquer les quantités d'éléments lourds qui existent. Dans ce nouvel effort, les chercheurs proposent une nouvelle idée. Ils pensent qu'il est possible que les PBH entrent parfois en collision avec des étoiles à neutrons, et quand cela arrive, le PBH se coince au centre de l'étoile. Une fois là, il commence à tirer de la matière depuis le centre de l'étoile.
Les PBH ne sont encore que de la théorie, bien sûr. On pense qu'ils se sont développés peu de temps après le Big Bang. On pense également qu'ils errent à travers les galaxies et pourraient être liés à la matière noire. Dans cette nouvelle théorie, si un PBH tombait sur une étoile à neutrons, il s'installerait en son centre et commencerait à attirer des neutrons et d'autres matériaux. Cela ferait tourner l'étoile rapidement, qui à son tour projetterait le matériau de sa couche la plus externe dans l'espace. Le matériel lancé, les chercheurs suggèrent, serait soumis à un environnement qui répondrait aux exigences d'un r-process, conduisant à la création de métaux lourds.
La théorie suppose qu'un certain nombre de telles collisions ont pu se produire et se sont produites, et aussi qu'au moins une petite quantité de matière noire est constituée de trous noirs, également. Mais il offre également un moyen de rassembler des preuves réelles de son exactitude, en analysant de mystérieux sursauts d'ondes radio qui pourraient être des étoiles à neutrons implosant après consommation interne par un PBH.
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