Egy művész ábrázolása az összecsapódásra készülő neutroncsillagokról.
(Kép: © NASA / Goddard Űrközpont)
A csillagászok vadonban vadásznak a neutroncsillag ütközés ez adta a Földnek nemesfémeit.
Amikor neutron csillagok egyesülve rengeteg rövid élettartamú elemet bocsátanak a környezetükbe, és ezek az anyagok a később kialakuló napelemek részévé válnak. Most a tudósok megpróbálják bezárni a összeolvadás, amely bevette a naprendszerünket az eredeti romló anyag által előállított elemek nyomon követésével. Ebből a munkából úgy gondolják, hogy a felelősségteljes egyesülés 100 millió évvel korábban és 1000 fényévvel a Naprendszerünk születése óta történt.
"Közel volt" - mondta a projekt vezető tudósa, Marka Szabolcs, aki a Columbia Egyetem fizikusa. "Ha az ég felé nézzen, és 1000 fényév távolságra lássa a neutroncsillagok összeolvadását, akkor az kialszik az egész éjszakai égbolton."
Marka és kollégája, Bartos Imre, a floridai egyetem asztrofizikusa, a Naprendszer hajnalától meteoritokkal használták az ütközést. Elemezték ezekben a kőzetekben az izotópokat - az elemek aromáját, amelyek atomjai különböző számú neutronnal rendelkeznek.
Először kiszámították a radioaktív izotópok mennyiségét a korai naprendszerben; majd a kutatók összehasonlították méréseiket az Izotópia által termelt izotópok mennyiségével neutroncsillag fúziók. Marka januárban, télen mutatta be kutatásaik eredményeit az Amerikai Csillagászati Társaság ülése Honoluluban.
"A mi" neutroncsillag-összeolvadásunk
Az univerzum nehéz elemei, mint például az arany, platina és plutónium, akkor alakulnak ki, amikor a neutronok meglévő atomokat bombáznak. Az ilyen ütközések során a a semleges neutron negatív töltésű elektronokat bocsáthat ki, pozitív töltésű protonmá válik és megváltoztatja az atom identitását.
Ez a gyors neutron elfogásnak nevezett folyamat csak a legerősebb robbanások során fordul elő, például szupernóvák és neutroncsillagok összeolvadásakor. A tudósok azonban továbbra is azt vitatják, melyik ezek a szélsőséges események felelősek az univerzum nehéz elemeinek nagy részéért.
Tehát Marka és Bartos az ősi meteoritokhoz fordultak annak érdekében, hogy megértsék, milyen eseménytípus lehet bevette a korai naprendszert. A fiatal Naprendszerben található sziklák belsejében egy anyag robbanás közben forog, és bár ezek a kezdeti elemek radioaktívak és gyorsan lebomlottak, a múltbeli jelenlétükről aláírásokat hagytak hátra.
És mint a Lézer-interferométer gravitációs hullámú obszervatórium (LIGO) elkezdi azonosítsa a lehetséges neutroncsillag-összeolvadásokat, a tudósok a megfigyeléseiket alkalmazzák annak érdekében, hogy azonosítsák a közeli egyesülés során képződött anyag valószínűbb hozzájárulóit, amit Marka "galaxis boszorkányhiányának" nevezett, a lassan lebomló anyagot, amely a Naprendszerbe jutott.
A korábbi tanulmányok becslései szerint a Tejútban szupernóva fordul elő kb. 50 évente. A LIGO új megfigyelései szerint a neutroncsillagok fúziója sokkal ritkábban, körülbelül 100 000 évben egyszer történik. A nehéz elemek mennyisége a Naprendszerben azt sugallta, hogy azok a -ból származnak a közeli neutroncsillagos fúzió, mivel a szupernóva eredete több anyagot eredményezett volna.
Innentől kezdve a pár az egyes izotópokra támaszkodott annak meghatározására, hogy hol és mikor történt a Naprendszer helyi neutroncsillagok összeolvadása.
"Minden izotóp egy stopper, amely a robbanástól kezdődik" - mondta Marka. Megvizsgálva, hogy az izotópok mekkora hányadát hagyták el az anyag elfogásakor, képes volt meghatározni a Naprendszert zuhanó ütközés korát. "Csak egy olyan időpont van, amikor mind egyetértenek" - mondta. Ez a pont körülbelül 100 millió évvel a Naprendszer alakult ki, egy csillag villog csillagászati idő skálákban. A csoport azt is kiszámította, hogy a csillagok milyen távolságra ütköztek egymástól - 1000 fényév távolságot - annak alapján, hogy mennyi anyag került a Naprendszerbe.
Amit a csapat nem tudta kitalálni, az volt az irány, ahogyan ezek a nehéz elemek beléptek a szomszédságba, és ez lesz a Naprendszerünk. Ez egy felfedezés, amely elméletileg lehetővé teheti a tudósok számára az ütközés maradványainak pontos meghatározását. A probléma az, hogy a nap nem nyugodtan ült le a kialakulásának 4,5 milliárd éve; ehelyett a galaxis körül jár.
Mindeközben elhagyta a csillagokat, amelyek ugyanazon klaszter közelében alakultak ki, a csillagokat, amelyeket a csillagászok már régóta hiába vadásztak. Marka reméli, hogy egy napon a csillagászok megtalálják azokat a testvércsillagokat és a Naprendszert alkotó neutroncsillagok maradványait.
Marka szerint az új felfedezés otthoni közelében volt. "Az emberek valóban sírtak" - mondta a csapata tagjaira hivatkozva.
Azt mondta, úgy gondolja, hogy erős érzelmi reakció merült fel, mert ez a neutroncsillag-összeolvadás nem csupán egy esemény, amely az űrben történt. Ez volt az, amely személyesen hozzájárult mindannyiunkhoz.
"Ez nem ezoterikus, hanem a miénk" - mondta Marka. "Nem a miénk a galaxisban, hanem a mi a Naprendszerben."
- A csillagászok szerint a neutroncsillagok ütközése feltárja az arany eredetét
- Egy fekete lyuk lenyelte a neutroncsillagot 900 millió évvel ezelőtt?
- A gravitációs hullámok első észlelése a neutroncsillagok összeomlásából a csillagászat új korszakát jelöli
