Astronomen waren die ersten, die die Bildung von Strontium im r-Prozess nachweisen konnten, der bei der Verschmelzung von Neutronensternen auftritt. Die Entdeckung wurde während der Reanalyse von Daten gemacht, die mit dem VLT-Teleskop während der Verfolgung der Kilonova gewonnen wurden, so die Website der Europäischen Südsternwarte.
Mitte August 2017 entdeckten Astronomen gleichzeitig Gravitationswellen und Gammastrahlen von zwei verschmelzenden Neutronensternen, etwa 130 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt in der elliptischen Galaxie NGC 4993 im Sternbild Hydra. Weitere Beobachtungen in verschiedenen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums ermöglichten eine eindeutige Bestätigung der Existenz von Kilonovs, die etwa 1000-mal stärker sind als gewöhnliche Nova-Flares. Theoretiker sagten voraus, dass Kilonovs aus der Verschmelzung von Neutronensternen oder einem Neutronenstern und einem Schwarzen Loch entstehen könnten. Solche Kataklysmen schaffen günstige Bedingungen (hohe Temperatur und starke Neutronenflüsse) für den r-Prozess – die Produktion schwerer Elemente wie Gold oder Uran durch schnelles Einfangen von Neutronen durch Kerne.
Die detailliertesten Spektren des Kilon GW170817 wurden mit dem am VLT-Teleskop in Chile installierten X-Shooter-Spektrographen erhalten. Die Spektren ermöglichen es, zu verfolgen, wie sich die Helligkeit des Blitzes bei verschiedenen Wellenlängen (vom ultravioletten zum nahen Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums) im Zeitraum von 1, 5 bis 10 Tagen ab dem Zeitpunkt der Registrierung der Kilonova verändert hat. Eine frühe Analyse dieser Spektren zeigte Hinweise auf das Vorkommen von Cäsium, Tellur, Gold und Platin in dem nach dem Ausbruch ausgeworfenen Material, jedoch gab es lange Zeit keine verlässlichen Daten zur Registrierung einzelner Elemente aufgrund der Komplexität der die Analyse der Spektren.
Kilonova-Spektren in NGC 4993 über 12 Tage nach dem Ausbruch.
Eine Gruppe von Astronomen unter der Leitung von Darach Watson von der Universität Kopenhagen berichtete über die Identifizierung von Strontiumatomen aus Absorptionslinien, die bei der erneuten Analyse der VLT-Kilonova-Spektren von GW170817 gefunden wurden. Theorien sagten voraus, dass die am häufigsten durch den r-Prozess erzeugten Elemente, wie Strontium, Yttrium und Zirkonium, in verdünntem heißem Plasma leicht nachgewiesen werden könnten, da diese Elemente niedrige Anregungspotentiale für ihre einfach geladenen Ionen aufweisen. So konnten die Wissenschaftler bestätigen, dass durch den r-Prozess entstandene schwere Elemente tatsächlich bei der Verschmelzung von Neutronensternen entstehen, was das aktuelle Bild der stellaren Nukleosynthese ernsthaft ergänzt. Das Vorkommen anderer schwerer Elemente mit A > 140 im expandierenden kilonischen Überbleibsel ist noch nicht bewiesen, aber auch nicht widerlegt, es wird vermutet, dass sie im Inneren des Überbleibsels vorhanden sind.
Zuvor haben wir darüber gesprochen, wie Gravitationswellen aus einer Verschmelzung von Neutronensternen die Vierdimensionalität des Universums mit einer Genauigkeit von 0, 1 bestätigten und halfen, die Grenzen für die maximal mögliche Masse eines nicht rotierenden Neutronensterns zu klären. Mehr zu diesem einzigartigen Ereignis und dessen Bedeutung für die Wissenschaft können Sie in unserem Material nachlesen.
