Kaksi neutronitähtiä särkyi yhteen ja ravisteli maailmankaikkeutta, laukaiseen eeppisen räjähdyksen, jota kutsuttiin "kilonovaksi" ja joka sylki avaruuteen paljon ultradenseä, ultrahot-materiaalia. Nyt tähtitieteilijät ovat ilmoittaneet vakuuttavinta näyttöä silti siitä, että räjähdyksen seurauksena muodostui puuttuvan linkin elementti, joka voisi auttaa selittämään universumin hämmentävää kemiaa.
Kun tämä vapina - aallonpituudet avaruusajan kankaassa, nimeltään painovoima-aallot - saavuttivat Maan vuonna 2017, se laukaisi gravitaatioaallonilmaisimet ja siitä tuli ensimmäinen neutronitähti-törmäys, joka on koskaan havaittu. Heti, kaukoputket ympäri maailmaa pyöriä tutkia tuloksena olevan kilonovan valoa. Nyt noista kaukoputkista saadut tiedot ovat paljastaneet vahvat todisteet strontiumin pyörteistä karkotetussa aineessa, raskas elementti, jolla on kosminen historia, jota oli vaikea selittää, koska kaikkea muuta tähtitieteilijät tietävät maailmankaikkeudesta.
Maa ja avaruus ovat täynnä erityyppisiä kemiallisia alkuaineita. Jotkut niistä on helppo selittää; vety, joka oli muodostettu yksinkertaisimmassa muodossaan vain yhdestä protonista, oli olemassa pian ison iskun jälkeen, kun alaatomiset hiukkaset alkoivat muodostua. Kaksi protonia sisältävä helium on myös melko helppo selittää. Aurinko tuottaa sitä koko ajan, puristaen vetyatomeja ydinfuusion avulla kuumassa, tiheässä vatsassaan. Mutta raskaampia elementtejä, kuten strontium, on vaikeampi selittää. Fyysikot ajattelivat pitkään, että nämä räikeät elementit muodostuivat useimmiten supernovojen aikana - kuten kilonovat, mutta pienemmässä mittakaavassa ja johtuvat massiivisten tähtien räjähdyksestä elämänsä lopussa. Mutta on käynyt selväksi, että supernovat eivät yksin pysty selittämään kuinka monta raskasta elementtiä on ulkona universumissa.
Strontium, joka nousee esiin tämän ensimmäisen havaitun neutronitähti-törmäyksen seurauksena, voisi auttaa vahvistamaan vaihtoehtoisen teorian, että nämä törmäykset paljon pienempien, erittäin tiheiden esineiden välillä tuottavat tosiasiallisesti suurimman osan raskaista elementeistä, joita löydämme Maapallolta.
Fysiikka ei tarvitse supernovas- tai neutronitähtien sulautumisia selittämään jokaista paksuista atomia ympärillä. Aurinko on suhteellisen nuori ja kevyt, joten se sulauttaa enimmäkseen vetyä heliumiin. NASA: n mukaan suuret, vanhemmat tähdet voivat sulauttaa niin raskaita elementtejä kuin rauta sen 26 protonin kanssa. Kukaan tähti ei kuitenkaan kuumene tai ole tarpeeksi tiheä ennen elämänsä viimeisiä hetkiä tuottaakseen elementtejä 27-protonikoboltin ja 92-protoniuraanin välillä.
Ja silti, meitä löytyy koko ajan raskaammista elementeistä, kuten fyysikot havaitsivat Nature-lehdessä julkaistussa vuoden 2018 artikkelissa. Siten mysteeri.
Noin puolet näistä erityisraskasista elementeistä, strontium mukaan lukien, muodostetaan prosessilla, jota kutsutaan "nopeaksi neutronien kaappaamiseksi" tai "r-prosessiksi" - sarjan ydinreaktioita, jotka tapahtuvat äärimmäisissä olosuhteissa ja voivat muodostaa atomeja tiheän ytimen kuormittuna protoneilla ja neutroneilla. Mutta tutkijoiden on vielä selvitettävä, mitkä universumin järjestelmät ovat riittävän äärimmäisiä tuottamaan maailmassa nähtyjen r-prosessielementtien pelkän määrän.
Jotkut olivat ehdottaneet, että syyllinen oli supernovat. "Viime aikoihin asti astrofysiikot väittivät varovaisesti, että r-prosessitapahtumiin muodostuneet isotoopit ovat lähtöisin ensisijaisesti ytimen romahduksen supernovista", luontokirjailijat kirjoittivat vuonna 2018.
Näin tämä supernova-idea toimisi: Räjähtävät, kuolevat tähdet luovat lämpötiloja ja paineita, jotka ylittävät kaiken, mitä he elämässä tuottivat, ja sylkevät monimutkaisia materiaaleja maailmankaikkeuteen lyhyillä, väkivaltaisilla välähdyksillä. Se on osa tarinaa, jonka Carl Sagan kertoi 1980-luvulla, kun hän sanoi, että olemme kaikki "tähtijuttuja".
Tuon vuoden 2018 luontoartikkelin kirjoittajien mukaan viimeaikainen teoreettinen työ on osoittanut, että supernovat eivät ehkä tuota tarpeeksi r-prosessimateriaaleja selittämään heidän valta-asemaansa maailmankaikkeudessa.
Syötä neutronitähdet. Joidenkin supernovien jälkeen jäljelle jääneet ylimääräiset ruumiit (joiden massat ovat vain mustien reikien kohdalla kuutiometriä kohden) ovat tähtimääräisesti pieniä, kooltaan lähellä Yhdysvaltojen kaupunkeja. Mutta ne voivat olla suurempia kuin täysikokoiset tähdet. Kun ne iskevät yhteen, syntyvät räjähdykset ravistavat avaruus-ajan kangasta voimakkaammin kuin mikään muu tapahtuma kuin mustien reikien törmäys.
Ja tähtitieteilijät ovat alkaneet epäillä, että näissä raivoissa yhdistymisissä riittävästi r-prosessielementtejä voisi muodostua selittämään lukumääränsä.
Vuoden 2017 törmäyksen valon varhaiset tutkimukset ehdottivat tämän teorian olevan oikea. Astronomit näkivät todisteita kullasta ja uraanista tavalla, jolla valo suodatti räjähdyksessä olevan materiaalin läpi, kuten Live Science ilmoitti tuolloin, mutta tiedot olivat silti sameita.
Eilen (23. lokakuuta) Nature-lehdessä julkaistu uusi paperi tarjoaa vahvimman kinnituksen näistä varhaisista raporteista.
"Me todella keksimme ajatuksen, että voisimme nähdä strontiumin melko nopeasti tapahtuman jälkeen. Kuitenkin osoittamalla, että tämä oli todistettavasti, osoittautui erittäin vaikeaksi", tutkimuksen kirjoittaja Jonatan Selsing, Kööpenhaminan yliopiston tähtitieteilijä, sanoi lausunnossaan.
Tähtitieteilijät eivät olleet varmoja tuolloin tarkalleen, millaiset avaruudessa olevat raskaat elementit näyttävät. Mutta he ovat analysoineet uudelleen vuoden 2017 tiedot. Ja tällä kertaa, kun oli enemmän aikaa työskennellä ongelman parissa, he löysivät kilonovista tulevan valon "vahvan ominaisuuden", joka osoittaa suoraan strontiumiin - allekirjoituksen r-prosessista ja todisteita siitä, että muut elementit, jotka todennäköisesti muodostuivat siellä No, he kirjoittivat paperilleen.
Ajan myötä osa kyseisen kilonovan materiaalista todennäköisesti pääsee ulos galaksiin ja mahdollisesti tulee osaksi muita tähtiä tai planeettoja, he sanoivat. Ehkä se lopulta johtaa tulevien ulkomaalaisten fyysikkojen etsimään taivaalle ja ihmettelemään, mistä kaikki nämä raskaat jutut heidän maailmaansa ovat peräisin.
