Taiteilijan kuvaus neutronitähteistä, jotka valmistautuvat törmäämään.
(Kuva: © NASA / Goddard-avaruuslentokeskus)
Tähtitieteilijät etsivät jäännöksiä metsästöstä neutronitähti-törmäys joka antoi maalle jalometallit.
Kun neutron-tähdet sulautuessaan, he viettävät paljon lyhytaikaisia elementtejä ympäristöönsä, ja näistä materiaaleista tulee osa myöhemmin muodostuvia aurinkojärjestelmiä. Nyt tutkijat yrittävät sulkea fuusio, joka siemeni aurinkokuntamme jäljittämällä alkuperäisen rappeutuvan materiaalin tuottamat elementit. Heidän mielestään vastuullinen sulautuminen tapahtui 100 miljoonaa vuotta ennen ja 1000 valovuoden päässä aurinkokunnan syntymästä.
"Se oli lähellä", projektin johtava tiedemies Szabolcs Marka, joka on fyysikko Columbian yliopistossa, kertoi Space.comille. "Jos katsot ylös taivaalle ja näet neutronitähtien yhdistymisen 1000 valovuoden päässä, se ohittaisi koko yötaivaan."
Marka ja hänen kollegansa Imre Bartos, Floridan yliopiston astrofysiikka, käyttivät aurinkojärjestelmän kynnyksestä alkaen meteoriitteja törmäyksen jäljittämiseen. He analysoivat näiden kivien isotooppeja - elementtien makuja, joiden atomien atomien lukumäärä on erilainen -.
Ensin he laskivat radioaktiivisten isotooppien määrän varhaisessa aurinkojärjestelmässä; sitten tutkijat vertasivat mittauksiaan Isotoopin tuottamien isotooppien määrään neutroni tähden fuusioita. Marka esitteli tutkimustuloksensa tammikuussa talvella Amerikan tähtitieteellisen seuran kokous Honolulussa.
"Meidän" neutronitähtien fuusio
Universumin raskaat elementit, kuten kulta, platina ja plutonium, muodostuvat, kun neutronit pommittavat olemassa olevia atomeja. Tällaisten törmäysten aikana, a neutraali neutroni voi emittoida negatiivisesti varautunutta elektronia, siitä tulee positiivisesti varautunut protoni ja muuttuu atomin identiteetti.
Tämä prosessi, joka tunnetaan nopeana neutronien sieppauksena, tapahtuu vain voimakkaimpien räjähdysten, kuten supernovojen ja neutronitähteiden yhdistymisten aikana. Mutta tutkijat jatkavat keskustelua siitä, mikä näistä ääritapahtumista on vastuussa suurimmasta osasta maailmankaikkeuden raskaita elementtejä.
Joten Marka ja Bartos kääntyivät muinaisten meteoriittien puoleen ymmärtääkseen minkä tyyppisiä tapahtumia voi olla siemeni varhaisen aurinkokunnan. Noiden aurinkojärjestelmän kivien lukittu sisäosa on räjähdyksestä kärjistynyttä materiaalia, ja vaikka nämä alkuaineet olivat radioaktiivisia ja nopeasti rappeutuneita, he jättivät allekirjoituksen menneisyydestään.
Ja kuten Laserinterferometrin gravitaatioaalto-observatorio (LIGO) alkaa tunnistaa mahdolliset neutronitähtien yhdistymiset, tutkijat soveltavat havaintojaan auttaakseen tunnistamaan lähellä olevassa sulautumisessa muodostuneen materiaalin todennäköisimmät tekijät, joita Marka kutsui "galaksin noidanhaudeksi", hitaasti hajoavaa materiaalia, joka matkusti aurinkokuntaan.
Aikaisemmissa tutkimuksissa arvioitiin, että supernova esiintyy Linnunradalla noin 50 vuoden välein. LIGOn uusien havaintojen mukaan neutronitähtien yhdistymisiä tapahtuu paljon harvemmin, suunnilleen kerran 100 000 vuoden välein. Aurinkojärjestelmän raskaiden elementtien määrä ehdotti, että ne tulivat a: sta lähellä oleva neutronitähtien sulautuminen, koska supernovan alkuperä olisi saanut aikaan enemmän materiaalia.
Sieltä pari veti yksittäisiin isotooppeihin määrittääkseen missä ja milloin aurinkokunnan paikallinen neutronitähtien sulautuminen oli tapahtunut.
"Jokainen isotooppi on sekuntikello, joka alkaa räjähdyksestä", Marka sanoi. Tutkimalla kuinka paljon jokaisesta isotoopista oli jäljellä materiaalin sieppaamisen yhteydessä, hän pystyi selvittämään aurinkokunnan suihkussa olleen törmäyksen iän. "On vain yksi ajankohta, jolloin he kaikki ovat yhtä mieltä", hän sanoi. Tuo kohta tapahtui suunnilleen 100 miljoonaa vuotta ennen aurinkokunta muodostettu, silmä vilkkuu tähtitieteellisissä aika-asteikoissa. Ryhmä laski myös, kuinka kaukana tähdet törmäsivät, etäisyys 1000 valovuotta, perustuen siihen, kuinka paljon materiaalia päätyi aurinkokuntaan.
Ryhmä ei pystynyt selvittämään, mihin suuntaan nämä raskaat elementit saapuivat naapurimaihin, josta tulee aurinkokuntamme, löytö, joka voi teoriassa antaa tutkijoille mahdollisuuden osoittaa törmäyksen jäänteet. Ongelmana on, että aurinko ei ole istunut vielä 4,5 miljardia vuotta sen muodostumisesta; sen sijaan se on matkustanut galaksin ympäri.
Matkan varrella se on jättänyt taakse tähdet, jotka muodostuivat lähellä sitä samassa klusterissa, tähdet, joita tähtitieteilijät ovat jo pitkään turhaan metsästaneet. Marka toivoo, että tähtitieteilijät löytävät jonain päivänä ne sisaritähdet ja aurinkokunnan muodostaneiden neutronitähtien yhdistymisen jäänteet.
Markan mukaan uusi löytö osui lähellä kotia. "Ihmiset todella itkivät", hän sanoi viitaten joukkueensa jäsenille.
Hänen mukaansa voimakas emotionaalinen reaktio syntyi, koska tämä neutronitähtien yhdistyminen ei ollut vain tapahtumaa, joka tapahtui avaruudessa. Se auttoi meitä kaikkia henkilökohtaisesti.
"Tämä ei ole esoteerista, se on meidän", Marka sanoi. "Ei meidän galaksissamme, mutta aurinkokunnassamme."
- Astronomit sanovat, että neutronitähtien törmäys paljastaa kullan alkuperän
- Nielikö musta aukko neutronitähden 900 miljoonaa vuotta sitten?
- Ensimmäinen gravitaatioaaltojen havaitseminen neutronitähtien kaatumisesta merkitsee tähtitieteen uutta aikakautta
