Un vestige de fusion d'étoiles à neutrons. Les champs magnétiques dans les restes pourraient être assez élevés, qui va changer le comportement des électrons dans les réactions nucléaires, et comment se comportent les réactions nucléaires. Crédit :NASA
D'où viennent nos éléments ? Et comment sont-ils fabriqués ? La nouvelle recherche de Michael Famiano renverse le scénario sur ces questions séculaires d'astrophysique nucléaire. La vérité est là-bas, à plusieurs années-lumière parmi les étoiles, pour être exact.
"Je porte une bague au doigt. Cet or a été fabriqué dans l'espace d'une manière ou d'une autre. Et nous pensons avoir une assez bonne idée d'où il vient, mais il y a encore beaucoup de questions, " dit Famiano, Professeur et président du département de physique de l'Université Western Michigan.
Avec des collègues de l'Université du Wisconsin, Université de Kyushu au Japon, et l'Observatoire astronomique national du Japon, il a étudié les environnements à l'intérieur des étoiles où sont fabriqués les métaux lourds, des endroits où de violentes collisions et réactions pourraient produire suffisamment de chaleur pour créer de la matière et de l'antimatière.
"Les choses deviennent suffisamment chaudes pour qu'il soit possible de fabriquer des électrons et des positons, et cela change tout ce que nous savons sur les environnements qui font des éléments, " il dit.
Ces températures élevées sont exacerbées par les champs magnétiques extrêmement élevés trouvés dans l'espace. Champs magnétiques des étoiles à neutrons, par exemple, sont environ un quintillion de fois plus forts que le champ magnétique terrestre.
"Cela change les réactions nucléaires, et cela peut les changer de manière assez significative et de manière assez surprenante, " dit Famiano. " Et certaines des choses que nous découvrons sont vraiment intéressantes, car nos résultats sont presque contre-intuitifs."
Représentation d'artiste d'un magnétar. Les champs magnétiques sur les magnétars sont si élevés que les interactions des électrons avec les noyaux voisins sont altérées, et les réactions nucléaires qui se déroulent à la surface peuvent changer—modifier la façon dont ces choses évoluent. Crédit :NASA
Le 13 octobre, Famiano répondra aux questions lors d'un point de presse en direct et présentera ses recherches lors d'une conférence scientifique lors de la réunion d'automne 2021 de la Division de physique nucléaire de l'APS. Il comprendra des données préliminaires sur les effets des champs magnétiques élevés sur l'accrétion des étoiles à neutrons. Il expliquera comment les champs magnétiques élevés dans les sursauts de rayons X peuvent réellement changer la composition des cendres ainsi que comment les taux de capture d'électrons pertinents pour le refroidissement pourraient en fait diminuer en fonction de l'intensité du champ, ce qui est le contraire de ce qui était attendu.
"Cela peut en fait expliquer certains des comportements étranges que nous voyons dans les environnements stellaires. Et c'est tellement vaste parce qu'il affecte tout ce qui devient vraiment chaud et cela affecte tout ce qui a un champ magnétique très élevé. Et vous pouvez toujours le trouver dans espacer."
