Mākslinieka attēlojums ar neitronu zvaigznēm, kas gatavojas sadurties.
(Attēls: © NASA / Goddard Space Flight Center)
Astronomi meklē medību atliekas neitronu-zvaigžņu sadursme kas deva Zemei dārgmetālus.
Kad neitrona zvaigznes saplūstot, viņi savā apkārtnē ienes daudz īslaicīgu elementu, un šie materiāli kļūst par daļu no vēlāk veidojošām saules sistēmām. Tagad zinātnieki mēģina slēgt apvienošanās, kas iesēja mūsu Saules sistēmu izsekojot elementiem, kas iegūti no sākotnējā pūšanas materiāla. Pēc šī darba viņi uzskata, ka atbildīgā apvienošanās notika pirms 100 miljoniem gadu un 1000 gaismas gadu attālumā no mūsu Saules sistēmas dzimšanas.
"Tas bija tuvu," Space.com pastāstīja projekta vadošais zinātnieks Szabolcs Marka, kurš ir Kolumbijas universitātes fiziķis. "Ja jūs paskatītos debesīs un redzētu neitronu zvaigžņu apvienošanos 1000 gaismas gadu attālumā, tas apsteidza visas nakts debesis."
Marka un viņa kolēģis Floridas universitātes astrofiziķis Imre Bartoss izmantoja meteorītus no Saules sistēmas rītausmas, lai izsekotu sadursmei. Viņi analizēja šo iežu izotopus - elementu aromātu ar atšķirīgu neitronu skaitu atomos.
Pirmkārt, viņi aprēķināja radioaktīvo izotopu daudzumu agrīnajā Saules sistēmā; tad pētnieki salīdzināja savus mērījumus ar izotopu daudzumu, ko rada neitronzvaigzne apvienošanās. Marka iepazīstināja ar viņu pētījumu rezultātiem janvārī ziemā Amerikas astronomijas biedrības sanāksme Honolulu.
"Mūsu" neitronu-zvaigžņu apvienošanās
Visuma smagie elementi, piemēram, zelts, platīns un plutonijs, veidojas, kad neitroni bombardē esošos atomus. Šādu sadursmju laikā a neitrāls neitrons var izstarot negatīvi lādētu elektronu, kļūstot par pozitīvi lādētu protonu un mainot atoma identitāti.
Šis process, kas pazīstams kā ātra neitronu uztveršana, notiek tikai visspēcīgāko sprādzienu laikā, piemēram, supernovas un neitronu-zvaigžņu apvienošanās. Bet zinātnieki turpina debatēt, kurš no šiem ārkārtējiem notikumiem ir atbildīgs par lielāko daļu smago elementu Visumā.
Tā Marka un Bartoss pievērsās seniem meteorītiem, cenšoties saprast, kāda veida notikumi varētu būt iesēja agrīno Saules sistēmu. Šo jauno saules staru iežu aizslēgtais materiāls ir izveidojies no eksplozijas un, kaut arī šie sākotnējie elementi bija radioaktīvi un ātri sadalījās, viņi atstāja parakstus par savu pagātni.
Un kā Lāzera interferometra gravitācijas viļņu observatorija (LIGO) sāk identificēt iespējamo neitronu-zvaigžņu apvienošanos, zinātnieki izmanto savus novērojumus, lai palīdzētu identificēt iespējamos materiālus, kas veidojas tuvējā apvienošanās procesā, ko Marka sauca par "galaktikas raganas brūvējumu", lēnām bojājošos materiālu, kas devās uz Saules sistēmu.
Iepriekšējie pētījumi lēsa, ka Piena ceļā supernova notiek reizi 50 gados. Jaunie LIGO novērojumi liecina, ka neitronu zvaigžņu apvienošanās notiek daudz retāk, aptuveni reizi 100 000 gados. Smago elementu daudzums Saules sistēmā liek domāt, ka tie nāk no a tuvumā neitronu-zvaigžņu apvienošanās, jo supernovas izcelsme būtu devusi vairāk materiāla.
Turpmāk pāris paļāvās uz atsevišķiem izotopiem, lai noteiktu, kur un kad notikusi Saules sistēmas vietējā neitronu-zvaigžņu apvienošanās.
"Katrs izotops ir hronometrs, kas sākas ar sprādzienu," sacīja Marka. Izpētot, cik daudz no katra izotopa bija palicis, kad materiāls tika notverts, viņš spēja noteikt sadursmes vecumu, kas apņēma Saules sistēmu. "Ir tikai viens brīdis, kad viņi visi ir vienisprātis," viņš teica. Šis brīdis notika aptuveni 100 miljonus gadu pirms izveidojās Saules sistēma, acs mirkšķina astronomiskajā laika skalā. Komanda arī aprēķināja, cik tālu saskrējās zvaigznes - 1000 gaismas gadu attālumu, pamatojoties uz to, cik daudz materiāla nonāca Saules sistēmā.
Ko komanda nevarēja izdomāt, bija virziens, kādā šie smagie elementi ienāca apkārtnē, kas kļūs par mūsu Saules sistēmu - atklājums, kas teorētiski varēja ļaut zinātniekiem precīzi noteikt sadursmes paliekas. Problēma ir tā, ka saule nav sēdējusi mierīgi 4,5 miljardus gadu kopš tās veidošanās; tā vietā tas ir ceļojis pa galaktiku.
Pa ceļam tas ir atstājis aiz zvaigznēm, kas netālu no tās izveidojās tajā pašā klasterī, zvaigznes, kuras astronomi jau sen velti medījuši. Marka cer, ka kādu dienu astronomi atradīs tās māsas zvaigznes un neitronu zvaigžņu apvienošanās paliekas, kas veidoja Saules sistēmu.
Pēc Marka teiktā, jaunais atklājums noticis tuvu mājām. "Cilvēki patiesībā raudāja," viņš teica, atsaucoties uz savas komandas locekļiem.
Viņš sacīja, ka, viņaprāt, spēcīga emocionāla reakcija ir radusies, jo šī neitronu-zvaigžņu apvienošanās nebija tikai notikums, kas notika kosmosā. Tas bija tas, kas personīgi deva ieguldījumu katram no mums.
"Tas nav ezotērisks, tas ir mūsu pašu," sacīja Marka. "Nevis mūsu galaktikā, bet gan mūsu Saules sistēmā."
- Astronomi apgalvo, ka neitronu un zvaigžņu sadursme atklāj zelta izcelsmi
- Vai melnais caurums norija neitronu zvaigzni pirms 900 miljoniem gadu?
- Pirmais gravitācijas viļņu atklājums no neitronu zvaigžņu avārijas iezīmē jaunu astronomijas laikmetu
