Cuando dos estrellas de neutrones chocan, se produce un destello que brilla como un millón de soles. En 2017, los astrónomos vieron por primera vez un destello así: el evento AT2017gfo. Ahora, los científicos han construido modelos computacionales para entender exactamente cómo surge esa luz.
En el nuevo estudio se simularon diferentes escenarios de colisión: se variaron las masas de las estrellas, su masa total y las propiedades del material. La atención se centró en la luz que viaja a lo largo del eje de rotación, que es la que vemos si observamos el destello desde arriba. Resultó que en el espectro aparecen líneas brillantes de elementos como estroncio, lantano, gadolinio y cerio. Estas líneas son similares a las observadas en AT2017gfo, aunque en los modelos están desplazadas hacia el azul.
Es interesante que el brillo del destello depende de la cantidad de material expulsado, pero el aspecto del espectro apenas cambia según cómo ocurrió la colisión. Esto significa que incluso solo la eyección dinámica, el material expulsado en el momento del impacto, puede explicar muchas características de AT2017gfo en sus etapas tempranas. Pero para entenderlo por completo, se necesitan futuros modelos con otros componentes de la eyección.
Estas investigaciones ayudan a comprender de dónde provienen los elementos pesados en el Universo: oro, platino, uranio. Porque es precisamente en estas colisiones donde nacen.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2604.22671
We present 3D kilonova radiative transfer simulations for a series of binary neutron star merger models. The masses of the neutron stars are varied as well as the total mass of the system and two different equations of state were used (SFHO and DD2), producing a range in dynamical ejecta masses and elemental abundance patterns. In this paper, we focus on the bolometric light curves and spectra in the polar direction for comparison with observations of the kilonova AT2017gfo. We calculate line-by-line opacities and include new calibrated lanthanide atomic data. All of the simulated spectra show strong features from Sr II, La III, Gd III and Ce III, which appear to correspond to features identified in AT2017gfo, although the simulated features are generally more blueshifted. The models with the lowest lanthanide fraction in the polar direction also show a Y II feature. Ce III, Ce II, Nd III and Nd II play an important role in shaping the spectral continuum. While the bolometric luminosities in the polar direction vary with the ejecta mass of each model, we find only little sensitivity of the spectral properties to the merger configuration. Our study demonstrates that dynamical ejecta alone can reproduce (although at earlier times) many spectral properties of AT2017gfo, suggesting dynamical ejecta may have a strong impact on the early spectral evolution. However, future simulations are needed to also elucidate the role of other ejecta components for shaping the kilonova spectrum.
En el espectro de la kilonova se encontraron líneas de cerio y neodimio, elementos que usamos en encendedores e imanes.