¿Se puede esperar ver núcleos de la Isla de la Estabilidad en la materia arrojada por las estrellas de neutrones?

Question

Aparentemente, fusión de estrellas de neutrones lanzar materia rica en bariones que se condensa en elementos pesados y esto ha sido observado electromagnéticamente.

No me queda claro, a partir de las fuentes anteriores, si pudieron obtener espectros para identificar los elementos producidos. ("Sin rasgos espectrales" y "calor infrarrojo [...]", dice).

Si los isótopos de la Isla de Estabilidad existen, ¿se esperaría verlos en los eyectas de las kilonovas? Y si es así, ¿es la relación lo suficientemente fuerte como para esperar utilizar su ausencia o presencia en dichos eyecta como un indicador para confirmar o refutar su existencia?

Answer 1

Hay que tener en cuenta que "isla de estabilidad" significa cosas diferentes para cada persona. Si se observa una tabla de isótopos, hay un "estrecho de inestabilidad" muy claro más allá del doblemente mágico plomo-208. En ese cuadro, todos los actínidos (por ejemplo, el uranio) viven en una "isla de estabilidad". Esos elementos son producido en las kilonovas; las kilonovas son responsables de una fracción sustancial de todos los elementos más pesados que el hierro.

Fuente, clave y otros datos Los cuadrados generalmente más oscuros denotan isótopos de vida más larga.

Una cuestión abierta es si existe una segunda "isla" de elementos aún más pesados cuya vida es "larga". Hay una ilusión de tal isla en esta figura particular debido a que faltan datos para los números de neutrones en el rango $160 < N < 168$ . Sin embargo, de los isótopos superpesados que se han observado hasta ahora, la tendencia parece ser que la vida más larga para una masa dada $A$ sólo parece disminuir a medida que $A$ se hace más grande.

La ausencia de pruebas geológicas de una segunda isla de estabilidad superpesada tiene probablemente más que ver con la vida máxima de cualquiera de sus hipotéticos miembros que con el hecho de que tales fragmentos pesados sean producidos por kilonovas. Incluso en el caso de los actínidos, sólo hay tres isótopos "primordiales" con vidas comparables a la edad actual de la Tierra; todos los demás sólo aparecen como productos de desintegración o en los laboratorios de transmutación.

Answer 2

Los espectros ópticos/IR de las kilonovas (probables eventos de fusión de estrellas de neutrones) no son lo suficientemente detallados como para poder identificar elementos químicos individuales. El entorno turbulento y de alta velocidad de una bola de fuego en expansión significa que las líneas de absorción y los rasgos individuales serán (Doppler) manchados. Además, existe el problema de la abrumadora cantidad de transiciones de cientos de especies radiactivas, para la mayoría de las cuales los datos atómicos necesarios son muy escasos (por ejemplo Pian 2021 ).

En cambio, hay fuertes indicios de opacidades mejoradas en amplios intervalos de longitud de onda que son diagnósticos de la producción de elementos pesados del proceso r en general (especialmente los lantánidos, por ejemplo, véase la introducción de Barnes et al. 2020 y sus referencias). Por lo tanto, no hay limitaciones reales en la presencia o no de posibles elementos raros superpesados.

En cuanto a si podrían estar allí, ¿por qué no? Se espera que las costras de las estrellas de neutrones contengan núcleos ricos en neutrones mucho más exóticos e incluso más pesados. Si se liberan "en la naturaleza", algunos de ellos seguramente se desintegrarán a través de cualquier isla de estabilidad en el camino. Sin embargo, si tuvieran vidas medias medidas en años o menos, diría que las perspectivas de observarlos en los espectros ópticos/IR son escasas. Posiblemente haya más esperanzas en la búsqueda de las firmas de rayos gamma de sus modos de desintegración (p. ej. Korobkin et al. 2020 )?