Umělecké zobrazení neutronových hvězd připravených ke srážce.
(Obrázek: © NASA / Goddard Space Flight Center)
Astronomové hledají zbytky vesmíru kolize neutronových hvězd to dalo Zemi jeho drahé kovy.
Když neutronové hvězdy Sloučením se do jejich okolí vyvinulo množství prvků s krátkou životností a tyto materiály se staly součástí pozdějších formujících se solárních systémů. Nyní se vědci snaží zavřít sloučení, které nasazovalo naši sluneční soustavu sledováním prvků vytvořených původním rozkládajícím se materiálem. Z této práce se domnívají, že k zodpovědné fúzi došlo před 100 miliony let a 1000 světelných let od narození naší sluneční soustavy.
"Bylo to blízko," řekl Space.com hlavní vědec projektu Szabolcs Marka, který je fyzikem na Columbia University. "Když se podíváte na oblohu a vidíte sloučení neutronových hvězd ve vzdálenosti 1000 světelných let, zastihlo by to celou noční oblohu."
Marka a jeho kolega Imre Bartos, astrofyzik na Floridské univerzitě, použili meteority od úsvitu sluneční soustavy ke sledování kolize. Analyzovali izotopy - příchutě prvků s různým počtem neutronů v jejich atomech - v těchto horninách.
Nejprve vypočítali množství radioaktivních izotopů v rané sluneční soustavě; pak vědci porovnali svá měření s množstvím izotopů produkovaných neutronová hvězda fúze. Marka představila výsledky svého výzkumu v lednu v zimě setkání americké astronomické společnosti v Honolulu.
„Naše“ sloučení neutronových hvězd
Těžké prvky vesmíru, jako je zlato, platina a plutonium, se tvoří, když neutrony bombardují existující atomy. Během těchto kolizí neutrální neutron může emitovat záporně nabitý elektron, stát se pozitivně nabitým protonem a změnit identitu atomu.
Tento proces, známý jako rychlé zachycení neutronů, nastává pouze během nejsilnějších explozí, jako jsou supernovy a fúze neutronů a hvězd. Vědci však nadále debatují o tom, které z těchto extrémních událostí jsou zodpovědné za většinu těžkých prvků ve vesmíru.
Marka a Bartos se proto obrátili na starověké meteority ve snaze pochopit, jaký typ události může mít nasadil časnou sluneční soustavu. Uvnitř těchto skal před mladou sluneční soustavou je materiál, který vznikl při výbuchu, a přestože tyto počáteční prvky byly radioaktivní a rychle se rozpadaly, zanechaly za sebou podpisy své minulé přítomnosti.
A jako Gravitační vlnová observatoř s laserovým interferometrem (LIGO) začíná identifikovat potenciální fúze neutron-hvězdaVědci aplikují svá pozorování, aby pomohli identifikovat nejpravděpodobnější přispěvatele materiálu vytvořeného v blízké fúzi, což Marka nazývala „čarodějnická vařená galaxie“, pomalu se rozpadající materiál, který se dostal do sluneční soustavy.
Předchozí studie odhadovaly, že se supernova vyskytuje na Mléčné dráze jednou za 50 let. Nová pozorování LIGO naznačují, že ke spojování neutronových hvězd dochází mnohem méně často, přibližně jednou za 100 000 let. Množství těžkých prvků ve sluneční soustavě naznačovalo, že pocházely z a blízká fúze neutronových hvězd, protože původy supernovy by přinesly více materiálu.
Odtud se pár spoléhal na jednotlivé izotopy, aby určil, kde a kdy došlo ke sloučení lokálních neutronových hvězd sluneční soustavy.
„Každý izotop jsou stopky, které začínají explozí,“ řekla Marka. Studiem toho, kolik z každého izotopu zůstalo, když byl materiál zajat, byl schopen zachytit věk kolize, která osprchovala sluneční soustavu. „Je jen jeden okamžik, kdy se všichni shodnou,“ řekl. K tomuto bodu došlo zhruba 100 milionů let před formovala se sluneční soustava, oko bliká v astronomických časových stupnicích. Tým také vypočítal, jak daleko se hvězdy srazily, vzdálenost 1 000 světelných let, na základě toho, kolik materiálu skončilo ve sluneční soustavě.
Tým nemohl přijít na to, jakým směrem tyto těžké prvky vstoupily do sousedství, které by se stalo naší sluneční soustavou, objev, který by teoreticky mohl vědcům umožnit určit zbytky kolize. Problém je v tom, že Slunce nečinně stálo po dobu 4,5 miliardy let od svého vzniku; místo toho cestuje po galaxii.
Cestou po sobě zanechal hvězdy, které se v jeho blízkosti tvořily, ve stejném shluku, hvězdy, které astronomové dlouho marně lovili. Marka doufá, že jednoho dne astronomové najdou ty sesterské hvězdy a zbytky fúze neutronových hvězd, které tvořily sluneční soustavu.
Podle Marky se nový objev objevil blízko domova. „Lidé skutečně plakali,“ řekl s odkazem na členy svého týmu.
Řekl, že si myslí, že došlo k silné emoční reakci, protože toto spojení neutronů s hvězdami nebylo jen událostí, která se stala ve vesmíru. Byl to ten, kdo osobně přispěl ke každému z nás.
„To není esoterické, je to naše,“ řekla Marka. "Ne naše v galaxii, ale naše v sluneční soustavě."
- Srážka neutronů odhaluje původ zlata, říkají astronomové
- Vypila černá díra neutronovou hvězdu před 900 miliony let?
- První detekce gravitačních vln z nárazu neutronové hvězdy znamená novou éru astronomie
