Umelecké zobrazenie neutrónových hviezd pripravujúcich sa na zrážku.
(Obrázok: © NASA / Goddard Space Flight Center)
Astronómovia hľadajú hon na pozostatky vesmíru kolízia s neutrónovými hviezdami ktoré dali Zemi svoje drahé kovy.
Keď neutrónové hviezdy Zlúčením sa do ich okolia vnieslo množstvo prvkov s krátkou životnosťou a tieto materiály sa stali súčasťou neskôr sa formujúcich slnečných systémov. Teraz sa vedci snažia uzavrieť zlúčenie, ktoré nasadilo našu slnečnú sústavu sledovaním prvkov vytvorených pôvodným rozpadajúcim sa materiálom. Z tejto práce veria, že k zodpovednej fúzii došlo pred 100 miliónmi rokov a 1000 svetelných rokov od narodenia našej slnečnej sústavy.
„Bolo to blízko,“ povedal Space.com vedúci projektu Szabolcs Marka, ktorý je fyzikom na Columbia University. "Ak sa pozriete na oblohu a uvidíte fúziu neutrónovej hviezdy vzdialenú 1 000 svetelných rokov, zastiera by to celú nočnú oblohu."
Marka a jeho kolega Imre Bartos, astrofyzik na Floridskej univerzite, použili meteority od úsvitu slnečnej sústavy na vystopovanie kolízie. Analyzovali v týchto horninách izotopy - príchute prvkov s rôznym počtom neutrónov v ich atómoch.
Najprv vypočítali množstvo rádioaktívnych izotopov v skorej slnečnej sústave; potom vedci porovnali svoje merania s množstvom izotopov produkovaných neutrónovej hviezdy fúzie. Marka prezentovala výsledky svojho výskumu v januári v zime stretnutie Americkej astronomickej spoločnosti v Honolulu.
„Naše“ zlúčenie neutrónových hviezd
Ťažké prvky vesmíru, ako napríklad zlato, platina a plutónium, sa tvoria, keď neutróny bombardujú existujúce atómy. Počas týchto zrážok: a neutrálny neutrón môže emitovať záporne nabitý elektrón, stať sa pozitívne nabitým protónom a zmeniť identitu atómu.
Tento proces, známy ako rýchle zachytenie neutrónov, sa vyskytuje iba pri najsilnejších výbuchoch, ako sú supernovy a fúzie neutrónov a hviezd. Vedci však naďalej diskutujú o tom, ktoré z týchto extrémnych udalostí sú zodpovedné za väčšinu ťažkých prvkov vo vesmíre.
Takže Marka a Bartos sa obrátili na starodávne meteority v snahe pochopiť, aký typ udalosti môže mať nasadil včasnú slnečnú sústavu, Vo vnútri týchto hornín uzavretých pred mladou slnečnou sústavou je materiál, ktorý vznikol výbuchom, a hoci tieto počiatočné prvky boli rádioaktívne a rýchlo sa rozpadli, zanechali za sebou podpisy svojej predchádzajúcej prítomnosti.
A ako Gravitačné vlnové observatórium s laserovým interferónom (LIGO) začína identifikovať potenciálne fúzie neutrónových hviezdVedci aplikujú svoje pozorovania, aby pomohli identifikovať najpravdepodobnejších prispievateľov materiálu vzniknutého pri fúzii v blízkom okolí, čo Marka nazývala „čarodejnícky nápoj z galaxie“, pomaly sa rozpadajúci materiál, ktorý sa dostal do slnečnej sústavy.
Predchádzajúce štúdie odhadovali, že supernova sa vyskytuje na Mliečnej dráhe raz za 50 rokov. Nové pozorovania LIGO naznačujú, že k fúziám neutrónových hviezd dochádza oveľa menej často, približne raz za 100 000 rokov. Množstvo ťažkých prvkov v slnečnej sústave naznačuje, že pochádzajú z a blízka fúzia neutrónových hviezd, pretože pôvod supernovy by priniesol viac materiálu.
Odtiaľ sa pár spoliehal na jednotlivé izotopy, aby určil, kde a kedy došlo k miestnemu zlúčeniu neutrón-hviezda slnečnej sústavy.
„Každý izotop je stopka, ktorá začína pri výbuchu,“ povedala Marka. Študovaním toho, koľko z každého izotopu zostalo, keď bol materiál zajatý, bol schopný zachytiť vek kolízie, ktorá osprchovala slnečnú sústavu. „Je iba jeden bod v čase, keď sa všetci zhodnú,“ povedal. K tomuto bodu došlo zhruba 100 miliónov rokov pred rokom 2006 formovaná slnečná sústava, oko bliká v astronomických časových mierkach. Tím tiež vypočítal, ako ďaleko sa zrazili hviezdy, vzdialenosť 1 000 svetelných rokov, na základe toho, koľko materiálu skončilo v slnečnej sústave.
Tím nedokázal prísť na to, v akom smere tieto ťažké prvky vstúpili do susedstva, ktoré by sa stalo našou slnečnou sústavou. Tento objav by mohol teoreticky dovoliť vedcom určiť zvyšky kolízie. Problém je v tom, že slnko už 4,5 miliardy rokov od svojho vzniku nehybne stálo; namiesto toho cestuje po galaxii.
Pozdĺž cesty zanechal hviezdy, ktoré sa v jej blízkosti vytvorili, v tom istom zhluku, hviezdy, ktoré astronómovia dlho márne lovili. Marka dúfa, že jedného dňa astronómovia nájdu tie sesterské hviezdy a zvyšky zlúčenia neutrónov a hviezd, ktoré vytvorili slnečnú sústavu.
Podľa Marky sa nový objav objavil blízko domova. „Ľudia skutočne plačú,“ povedal a odvolával sa na členov svojho tímu.
Povedal, že si myslí, že došlo k silnej emocionálnej reakcii, pretože táto fúzia neutrónov a hviezd nebola iba udalosťou, ktorá sa stala vo vesmíre. Bol to ten, kto osobne prispel ku každému z nás.
„Toto nie je ezoterické, je to naše,“ povedala Marka. "Nie náš v galaxii, ale náš v slnečnej sústave."
- Kolízia neutrónov a hviezd odhaľuje pôvod zlata
- Prehltla čierna diera neutrónovú hviezdu pred 900 miliónmi rokov?
- Prvá detekcia gravitačných vĺn pri zrážke s neutrónovými hviezdami predstavuje novú éru astronómie
