Kosmiline alkeemia: neutrontähtede kokkupõrge õpetas meile, kuidas kuld universumis luuakse

Tähed on muidugi esimesed alkeemikud; Nii tekib kuld kahe neutronitähe kokkupõrkest

Hiljutine neutronitähtede kokkupõrge valgustas sõna otseses mõttes kulla ja muude haruldaste metallide loomist universumis, näidates esmakordselt kosmilist alkeemiat, mis neid elemente genereerib.

Teadlased teavad, et vesinik loodi universumi lähtepunktis ja tähtede moodustumisel sulanduvad nad vesinikku raskemate elementidega nagu kivisüsi ja vesinik. Tähtede suremisel tekivad raskemad elemendid, tavalised metallid nagu raud ja alumiinium, mis on supernoova plahvatustes laiali. Alles hiljuti usuti, et need täheplahvatused peaksid tootma haruldasemaid metalle nagu kuld. Kuid nad ignoreerisid veel ühte sammu. Massiivse tähe surm jätab neutronitähe. Need tähed on väiksemad, läbimõõduga tavaliselt vahemikus 20 km. Osaliselt on selle mõõtmed tingitud asjaolust, et neutronitähed on põhitähe kokkuvarisenud tuum, mis omakorda, ehkki väikesed, muudab need ka teadaolevate seas tihedaimateks, nende mass võib muutuda Kaks korda vähem kui meie päike. Teisest küljest nimetatakse neid "neutroniks", kuna see on peaaegu ainus subatomiline osake, mis neid moodustab pärast neid põhjustava massiivse tähe supernoova plahvatuse ja tuuma gravitatsioonilise kokkuvarisemise koosmõju.

Hiljuti täheldasid gravitatsiooniliste lainete laserinterferomeetria vaatluskeskuse teadlased kõigepealt üksikasjalikult kahe neutronitähe kokkupõrget - ühte kõige ägedamat nähtust, mis universumis võib esineda ja mis šokis osaleva energia tõttu kulmineerub mõlema tähe kokkuvarisemine mustas augus. Kaks põrkunud tähte paiknesid Maast 130 miljoni valgusaasta kaugusel massist, mis oli pisut suurem kui Päikese mass ja vaatluse alguse ajal oli see teineteisest veidi üle 300km kaugusel. Astronoomid said sündmusest märku, sest mõlemad tähed hakkasid pöörlema ​​sellise kiirusega, et kosmoseaeg hakkas muutuma. Alguses keerlesid tähed üksteise ümber 20 korda sekundis; 100 sekundit hiljem olid pöörded 2000 korda sekundis, lähemale ja lähemale, omamoodi saatuslikuks tantsuks ja ootamatult kauniks selle eelseisvas hävingus. Paar sekundit hiljem registreeris NASA Fermi kosmoseteleskoop intensiivse gammakiirguse purunemise ja kosmiline aine jääb alles.

Kokkupõrke hämaruses suutsid teadlased mõistatuse lahendada, kuidas kuld moodustub. Valguspektris asuvad elementide jalajäljed - igal elemendil on spektris eriline joon, mis peegeldab erinevat aatomistruktuuri. Plahvatuse spekter, mida nimetatakse kilonovaks, sisaldab universumi raskeimate elementide jälgi; tuli tähistab languses oleva tähematerjali allkirja, muutudes plaatinaks, kullaks ja muudeks elementideks. Need elemendid vajavad tohutul hulgal energiat neutronite lisamiseks aatomituuma ja vaadeldud plahvatus tekitas kulla, mille kogus on umbes kümme maad. Samamoodi loodi kuld või plaatina, mida võite kasutada just praegu, galaktikas miljardite aastate taguse neutronitähe kokkupõrke aatomitules.

17. augustil täheldatud plahvatuse kullal on tõenäoliselt sarnane saatus. See seguneb teie koduses galaktikas tolmu ja gaasiga ning võib-olla on ühel päeval osa uuest planeedist, kus võib areneda elu.