Naukowcy obliczają wiek potężnej katastrofy gwiazdy neutronowej, która pomogła w uformowaniu się naszego Układu Słonecznego
Przedstawienie artysty przedstawiające gwiazdy neutronowe przygotowujące się do zderzenia. (Źródło zdjęcia: NASA/Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda)
Astronomowie polują na pozostałości po zderzeniu gwiazd neutronowych, które dało Ziemi cenne metale.
Kiedy nie gwiazdy eutronu łączą się, wyrzucają do otoczenia bogactwo krótko żyjących pierwiastków, a te materiały stają się częścią później tworzących się układów słonecznych. Teraz naukowcy próbują zbliżyć się do fuzji, która zasiała w naszym Układzie Słonecznym, śledząc pierwiastki wytworzone przez pierwotny rozpadający się materiał. Na podstawie tej pracy uważają, że odpowiedzialne połączenie miało miejsce 100 milionów lat wcześniej i 1000 lat świetlnych od narodzin naszego Układu Słonecznego.
„Było blisko” – powiedział guesswhozoo.com główny naukowiec projektu, Szabolcs Marka, który jest fizykiem na Uniwersytecie Columbia. 'Jeżeli spojrzysz w niebo i zobaczysz połączenie gwiazd neutronowych 1000 lat świetlnych od nas, przyćmi ono całe nocne niebo.'
Związane z: Pierwsze spojrzenie na zderzające się gwiazdy neutronowe daje oszałamiające zdjęcia
Marka i jego kolega Imre Bartos, astrofizyk z University of Florida, wykorzystali meteoryty z początków Układu Słonecznego do wyśledzenia kolizji. Przeanalizowali izotopy — zapachy pierwiastków o różnej liczbie neutronów w ich atomach — w tych skałach.
Najpierw obliczyli ilość radioaktywnych izotopów we wczesnym Układzie Słonecznym; następnie badacze porównali swoje pomiary z ilością izotopów wytwarzanych przez gwiazda neutronowa fuzje. Marka przedstawiła wyniki swoich badań w styczniu na zimowym spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w Honolulu.
„Nasza” fuzja gwiazd neutronowych
Ciężkie pierwiastki wszechświata, takie jak złoto, platyna i pluton, powstają, gdy neutrony bombardują istniejące atomy. Podczas takich zderzeń neutralny neutron może emitować elektron naładowany ujemnie, stając się dodatnio naładowanym protonem i zmieniając tożsamość atomu.
Proces ten, znany jako szybkie wychwytywanie neutronów, zachodzi tylko podczas najpotężniejszych eksplozji, takich jak supernowe i łączenie się gwiazd neutronowych. Ale naukowcy nadal debatują, które z tych ekstremalnych zdarzeń jest odpowiedzialne za większość ciężkich pierwiastków we wszechświecie.
Tak więc Marka i Bartos zwrócili się do starożytnych meteorytów, próbując zrozumieć, jakiego rodzaju zdarzenia mogły zapoczątkować wczesny układ słoneczny. Wewnątrz tych skał z młodego Układu Słonecznego zamknięty jest materiał, który został wyrzucony z eksplozji i chociaż te początkowe pierwiastki były radioaktywne i szybko się rozpadły, pozostawiły ślady swojej dawnej obecności.
A kiedy Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) zaczyna identyfikować potencjalne łączenie się gwiazd neutronowych, naukowcy wykorzystują swoje obserwacje, aby pomóc zidentyfikować najbardziej prawdopodobnych wkładów materiału powstałego w pobliskiej fuzji, co Marka nazwała „naparem wiedźmy z galaktyka”, powoli rozkładająca się materia, która dotarła do Układu Słonecznego.
Wcześniejsze badania oszacowały, że supernowa pojawia się w Drodze Mlecznej raz na około 50 lat. Nowe obserwacje LIGO sugerują, że łączenia gwiazd neutronowych występują znacznie rzadziej, mniej więcej raz na 100 000 lat. Ilość ciężkich pierwiastków w Układzie Słonecznym sugerowała, że pochodzą one z pobliskie połączenie gwiazd neutronowych , ponieważ początki supernowych przyniosłyby więcej materiału.
Stamtąd para opierała się na poszczególnych izotopach, aby określić, gdzie i kiedy nastąpiła lokalna fuzja gwiazd neutronowych w Układzie Słonecznym.
„Każdy izotop to stoper rozpoczynający się w momencie wybuchu” – powiedziała Marka. Badając, ile z każdego izotopu pozostało po przechwyceniu materiału, był w stanie określić wiek kolizji, która obsypała Układ Słoneczny. „Jest tylko jeden moment, w którym wszyscy się zgadzają” – powiedział. Ten punkt miał miejsce około 100 milionów lat przed uformował się układ słoneczny , mrugnięcie oka w astronomicznych skalach czasu. Zespół obliczył również, jak daleko zderzyły się gwiazdy, w odległości 1000 lat świetlnych, na podstawie tego, ile materii trafiło do Układu Słonecznego.
Zespół nie był w stanie ustalić kierunku, w którym te ciężkie pierwiastki przedostały się do sąsiedztwa, które miało stać się naszym Układem Słonecznym, odkrycie, które teoretycznie mogłoby pozwolić naukowcom na zlokalizowanie pozostałości po kolizji. Problem polega na tym, że Słońce nie siedziało nieruchomo przez 4,5 miliarda lat, odkąd powstało; zamiast tego podróżuje po galaktyce.
Po drodze pozostawiła po sobie gwiazdy, które uformowały się w pobliżu tej samej gromady, gwiazdy, na które astronomowie od dawna bezskutecznie polowali. Marka ma nadzieję, że pewnego dnia astronomowie znajdą siostrzane gwiazdy i pozostałości po połączeniu gwiazd neutronowych, które utworzyło Układ Słoneczny.
Według Marki nowe odkrycie trafiło blisko domu. „Ludzie naprawdę płakali” – powiedział, odnosząc się do członków jego zespołu.
Powiedział, że uważa, że silna reakcja emocjonalna powstała, ponieważ ta fuzja gwiazd neutronowych nie była tylko wydarzeniem, które miało miejsce w kosmosie. To był taki, który przyczynił się do każdego z nas osobiście.
- To nie jest ezoteryczne, tylko nasze - powiedziała Marka. — Nie nasza w galaktyce, ale nasza w Układzie Słonecznym.
- Astronomowie twierdzą, że zderzenie gwiazd neutronowych ujawnia pochodzenie złota
- Czy czarna dziura połknęła gwiazdę neutronową 900 milionów lat temu?
- Pierwsze wykrycie fal grawitacyjnych z katastrofy gwiazdy neutronowej wyznacza nową erę astronomii
Śledź Nolę dalej Facebook oraz na Twitterze pod adresem @NolaTRedd . Podążaj za nami na Twitterze @Spacedotcom i dalej Facebook .
OFERTA: Zaoszczędź co najmniej 56% dzięki naszej najnowszej ofercie magazynu!
Magazyn Wszystko o kosmosie zabierze Cię w inspirującą podróż przez nasz Układ Słoneczny i poza nim, od niesamowitej technologii i statku kosmicznego, który umożliwia ludzkości zapuszczanie się na orbitę, po złożoność nauki o kosmosie. Zobacz ofertę
