Una singola fusione di stelle di neutroni può produrre fino a 8 x 10 22 tonnellate d'oro. L'effetto totale di tali eventi astronomici può spiegare la composizione chimica della nostra intera galassia. Gli astrofisici sono giunti a questa conclusione dopo aver analizzato gli elementi pesanti che si ottengono a seguito di tali fusioni. La principale fonte di nuovi dati è la prima raffica di onde gravitazionali registrata in modo affidabile GW170817. Lo studio è pubblicato su The Astrophysical Journal.
La composizione originale dell'Universo includeva solo idrogeno ed elio con piccole impurità. Gli elementi fino al gruppo del ferro si formano all'interno delle stelle ordinarie nel corso della fusione termonucleare. Per i nuclei più pesanti, questo processo diventa energeticamente sfavorevole; pertanto, si formano come risultato della cattura dei neutroni e del successivo decadimento β.
Esistono due tipi di cattura dei neutroni: lenta (processo s) e veloce (processo r). Con l'aiuto del primo è possibile ottenere nuclei stabili o longevi, la cui emivita è molto più lunga del tempo caratteristico di assorbimento del neutrone successivo. Il risultato può essere elementi come piombo, bismuto e polonio. Come risultato della rapida cattura, possono anche essere formati altri elementi, poiché i nuclei non hanno il tempo di decadere, ma assorbono il neutrone successivo o anche diversi contemporaneamente. Di conseguenza, il processo r si verifica solo in condizioni di una concentrazione molto elevata di neutroni liberi. Ecco come appaiono elementi come l'oro e l'europio.
Per molto tempo, gli astrofisici discutono quando si verifica il processo r. Alcuni sono inclini all'esplosione di supernova, altri alla fusione di stelle di neutroni. In un nuovo lavoro, gli scienziati hanno scoperto se è possibile spiegare la quantità di elementi pesanti osservati nella Galassia attraverso la fusione di stelle di neutroni. A causa del fatto che recentemente, per la prima volta, ha innegabilmente scoperto un evento del genere, gli scienziati sono stati in grado di stimare approssimativamente la frequenza di tali fenomeni. Risulta essere pari a 320-4740 pezzi per gigaparsec cubo all'anno.
Una di queste fusioni dovrebbe portare alla comparsa di una quantità di europio pari a 1-5 masse terrestri (una massa terrestre è di circa 5,97 x 1021 tonnellate) e 3-13 masse terrestri sotto forma di oro. Se l'evento GW170817 è una tipica fusione di stelle di neutroni, gli autori concludono che sono proprio questi fenomeni che possono spiegare la quantità di europio nella Via Lattea. Queste fusioni sono i luoghi principali in cui si svolge il processo r.
