Reprezentarea unui artist de stele neutronice care se pregătesc să se ciocnească.
(Imagine: © NASA / Goddard Space Flight Center)
Astronomii sunt la vânătoare pentru rămășițele din coliziune stele neutronice care a dat Pământului metalele sale prețioase.
Când nstele eutron se contopesc, au aruncat o mulțime de elemente de viață scurtă în împrejurimile lor, iar aceste materiale devin parte a sistemelor solare formate ulterior. Acum, oamenii de știință încearcă să se închidă fuziune care a însămânțat sistemul nostru solar prin trasarea elementelor produse de materialul original în descompunere. Din acea lucrare, ei cred că fuziunea responsabilă a avut loc cu 100 de milioane de ani înainte și la 1.000 de ani lumină distanță de nașterea sistemului nostru solar.
„A fost aproape”, a declarat pentru Space.com savantul principal al proiectului, Szabolcs Marka, care este fizician la Universitatea Columbia. „Dacă te uiți la cer și vezi o stea de neutroni care fuzionează la 1.000 de ani-lumină distanță, ar întrece cerul nocturn.”
Marka și colegul său Imre Bartos, astrofizician la Universitatea din Florida, au folosit meteoriții din zorii sistemului solar pentru a urmări coliziunea. Ei au analizat izotopii - arome ale elementelor cu un număr diferit de neutroni în atomii lor - în aceste roci.
În primul rând, au calculat cantitatea de izotopi radioactivi din sistemul solar timpuriu; apoi cercetătorii și-au comparat măsurătorile cu cantitatea de izotopi produși de neutroni stele fuziuni. Marka a prezentat rezultatele cercetărilor lor în ianuarie, iarna întâlnire a American Astronomical Society în Honolulu.
„Fuziunea” noastră de neutroni-stele
Elementele grele ale universului, cum ar fi aurul, platina și plutoniul, se formează atunci când neutronii bombardează atomii existenți. În timpul acestor coliziuni, a neutronul neutru poate emite un electron încărcat negativ, devenind un proton încărcat pozitiv și schimbând identitatea atomului.
Acest proces, cunoscut sub numele de captura rapidă de neutroni, are loc numai în timpul celor mai puternice explozii, cum ar fi supernovele și fuziunile neutron-stele. Dar oamenii de știință continuă să dezbată care dintre aceste evenimente extreme este responsabil pentru cea mai mare parte a elementelor grele din univers.
Așa că Marka și Bartos s-au îndreptat către meteoriți antici, în efortul de a înțelege ce tip de eveniment poate avea a însămânțat sistemul solar timpuriu. Blocarea în interiorul acelor roci din sistemul solar tânăr este un material care a izbucnit dintr-o explozie și, deși acele elemente inițiale au fost radioactive și s-au descompus rapid, au lăsat în urmă semnături ale prezenței lor trecute.
Și ca Observator gravitational-unde cu interferometru laser (LIGO) începe să identifica potențialele fuziuni neutron-stea, oamenii de știință aplică observațiile sale pentru a ajuta la identificarea celor mai probabili contribuitori ai materialului format într-o fuziune din apropiere, ceea ce Marka a numit „breșa vrăjitoarei a galaxiei”, materialul care se încetinește încet, care și-a făcut drum spre sistemul solar.
Studiile anterioare au estimat că o supernova apare pe Calea Lactee o dată la 50 de ani. Noile observații ale LIGO sugerează că fuziunile neutron-stele apar mult mai rar, aproximativ o dată la 100.000 de ani. Cantitatea de elemente grele din sistemul solar a sugerat să provină de la o fuziune neutronă-stea din apropiere, deoarece originile supernovei ar fi cedat mai mult material.
De acolo, perechea s-a bazat pe izotopii individuali pentru a determina unde și când a avut loc fuziunea locală a neutronilor-stele.
"Fiecare izotop este un cronometru care începe la explozie", a spus Marka. Studiind cât de mult din fiecare izotop a fost lăsat atunci când materialul a fost capturat, el a fost capabil să redea vârsta coliziunii care a dus sistemul solar. "Există un singur moment în care toți sunt de acord", a spus el. Acest punct a avut loc cu aproximativ 100 de milioane de ani înainte de sistem solar format, un ochi clipește în scale astronomice. De asemenea, echipa a calculat cât de departe s-au ciocnit stelele, o distanță de 1.000 de ani-lumină, pe baza cât de mult material a ajuns în sistemul solar.
Ceea ce echipa nu și-a dat seama a fost direcția în care aceste elemente grele au intrat în cartier, care ar deveni sistemul nostru solar, o descoperire care ar putea permite teoretic oamenilor de știință să identifice rămășițele coliziunii. Problema este că soarele nu a stat încă de aproape 4.5 miliarde de ani de când s-a format; în schimb, a călătorit în jurul galaxiei.
De-a lungul drumului, a lăsat în urmă stelele care s-au format lângă el în același grup, stele pe care astronomii le-au vânat de mult în zadar. Marka speră că într-o bună zi, astronomii vor găsi acele stele surori și rămășițele fuziunii neutron-stele care a format sistemul solar.
Potrivit Marka, noua descoperire a lovit aproape de casă. „Oamenii plângeau”, a spus el, referindu-se la membrii echipei sale.
El a spus că crede că reacția emoțională puternică a apărut, deoarece această fuziune neutron-stea nu a fost doar un eveniment care s-a întâmplat în spațiu. A fost unul care a contribuit la fiecare dintre noi, personal.
"Acest lucru nu este ezoteric, este al nostru", a spus Marka. „Nu al nostru în galaxie, ci al nostru în sistemul solar”.
- Coliziunea cu stele neutronice dezvăluie originea aurului, spun astronomii
- O gaură neagră a înghițit o stea cu neutroni acum 900 de milioane de ani?
- Prima detectare a undelor gravitaționale din accidentele cu stele neutronice marchează o nouă eră a astronomiei
