La colaboración científica permite investigar el origen de los elementos pesados.
12 de marzo de 2019, Observatorio Astronómico Nacional de Japón.
Impresión artística de una kilonova causada por la fusión de una estrella de neutrones. En el material liberado por la fusión, se forman varios elementos pesados, que luego absorben y emiten luz. Los nuevos cálculos de datos atómicos ayudan a aclarar las kilonovas. Crédito: Observatorio Astronómico Nacional de Japón.
Un equipo de expertos en física atómica, fusión nuclear y astronomía ha computado datos atómicos de alta precisión para analizar la luz de una kilonova, un lugar de nacimiento de elementos pesados. Descubrieron que su nuevo conjunto de datos podía predecir el brillo de las kilonovas con una precisión mucho mayor que antes. Esto ayuda a nuestra comprensión de los orígenes cósmicos de los elementos pesados.
Los átomos y los iones pueden absorber y emitir ciertos colores de luz. Al analizar los colores detallados de los objetos inaccesibles, como los plasmas de alta temperatura en una cámara de fusión o estrellas distantes, los científicos pueden identificar sus abundancias elementales. Este análisis necesita datos atómicos sobre las longitudes de onda de la luz absorbida y emitida por cada elemento. Pero no hay datos atómicos completos y precisos para los elementos pesados que se cree que se forman en kilonovae.
Un equipo dirigido por Daiji Kato, profesor asociado del Instituto Nacional de Ciencia de la Fusión (NIFS) en Japón, y Gediminas Gaigalas, profesor de la Universidad de Vilnius en Lituania, aplicaron métodos de investigación de fusión nuclear para calcular millones de datos atómicos de alta precisión para iones de neodimio . El neodimio es uno de los elementos importantes para la radiación de las kilonovas, y está bien estudiado mediante experimentos y simulaciones. "La estructura atómica del neodimio es más complicada que la de los elementos más ligeros, como el hierro, calculada para la ciencia de la fusión nuclear. Necesitábamos extender y optimizar nuestros métodos de cálculo para un elemento con estructuras tan complejas", dijo Kato.
Cuando dos estrellas de neutrones chocan, se rompen y arrojan al espacio olas de material nuclear inestable. Este material se descompone rápidamente y causa un resplandor radioactivo conocido como kilonova. Los científicos creen que las reacciones nucleares en las concentraciones de estrellas de neutrones podrían ser una de las fuentes principales de los elementos pesados, incluidos los metales preciosos como el oro y el platino, y los metales de tierras raras como el neodimio.
Los datos atómicos de neodimio calculados por el equipo de Japón y Lituania concuerdan con los datos experimentales, mucho mejor que cualquier otro cálculo realizado. Una astrónoma en el grupo de investigación, Masaomi Tanaka, profesora asociada de la Universidad de Tohoku, simuló la luz de una kilonova con una supercomputadora en la oficina del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) utilizando nuevos datos atómicos, y por primera vez en el mundo, pudo evaluar la influencia de la precisión de la base de datos en el brillo previsto de una kilonova. Encontró que la respuesta variaba en un 20% como máximo, lo cual es lo suficientemente precisa para que los astrónomos tengan confianza en su interpretación de las observaciones de kilonova. Al calcular los datos atómicos para otros metales con este método desarrollado en la ciencia de la fusión, la abundancia detallada de elementos cósmicos pesados formados por kilonovaes saldrá a la luz.
https://phys.org/news/2019-03-colla...e=menu&utm_medium=link&utm_campaign=item-menu
12 de marzo de 2019, Observatorio Astronómico Nacional de Japón.
Impresión artística de una kilonova causada por la fusión de una estrella de neutrones. En el material liberado por la fusión, se forman varios elementos pesados, que luego absorben y emiten luz. Los nuevos cálculos de datos atómicos ayudan a aclarar las kilonovas. Crédito: Observatorio Astronómico Nacional de Japón.
Un equipo de expertos en física atómica, fusión nuclear y astronomía ha computado datos atómicos de alta precisión para analizar la luz de una kilonova, un lugar de nacimiento de elementos pesados. Descubrieron que su nuevo conjunto de datos podía predecir el brillo de las kilonovas con una precisión mucho mayor que antes. Esto ayuda a nuestra comprensión de los orígenes cósmicos de los elementos pesados.
Los átomos y los iones pueden absorber y emitir ciertos colores de luz. Al analizar los colores detallados de los objetos inaccesibles, como los plasmas de alta temperatura en una cámara de fusión o estrellas distantes, los científicos pueden identificar sus abundancias elementales. Este análisis necesita datos atómicos sobre las longitudes de onda de la luz absorbida y emitida por cada elemento. Pero no hay datos atómicos completos y precisos para los elementos pesados que se cree que se forman en kilonovae.
Un equipo dirigido por Daiji Kato, profesor asociado del Instituto Nacional de Ciencia de la Fusión (NIFS) en Japón, y Gediminas Gaigalas, profesor de la Universidad de Vilnius en Lituania, aplicaron métodos de investigación de fusión nuclear para calcular millones de datos atómicos de alta precisión para iones de neodimio . El neodimio es uno de los elementos importantes para la radiación de las kilonovas, y está bien estudiado mediante experimentos y simulaciones. "La estructura atómica del neodimio es más complicada que la de los elementos más ligeros, como el hierro, calculada para la ciencia de la fusión nuclear. Necesitábamos extender y optimizar nuestros métodos de cálculo para un elemento con estructuras tan complejas", dijo Kato.
Cuando dos estrellas de neutrones chocan, se rompen y arrojan al espacio olas de material nuclear inestable. Este material se descompone rápidamente y causa un resplandor radioactivo conocido como kilonova. Los científicos creen que las reacciones nucleares en las concentraciones de estrellas de neutrones podrían ser una de las fuentes principales de los elementos pesados, incluidos los metales preciosos como el oro y el platino, y los metales de tierras raras como el neodimio.
Los datos atómicos de neodimio calculados por el equipo de Japón y Lituania concuerdan con los datos experimentales, mucho mejor que cualquier otro cálculo realizado. Una astrónoma en el grupo de investigación, Masaomi Tanaka, profesora asociada de la Universidad de Tohoku, simuló la luz de una kilonova con una supercomputadora en la oficina del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) utilizando nuevos datos atómicos, y por primera vez en el mundo, pudo evaluar la influencia de la precisión de la base de datos en el brillo previsto de una kilonova. Encontró que la respuesta variaba en un 20% como máximo, lo cual es lo suficientemente precisa para que los astrónomos tengan confianza en su interpretación de las observaciones de kilonova. Al calcular los datos atómicos para otros metales con este método desarrollado en la ciencia de la fusión, la abundancia detallada de elementos cósmicos pesados formados por kilonovaes saldrá a la luz.
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