Две неутронни звезди разбиха заедно и разтърсиха вселената, предизвиквайки епична експлозия, наречена „килонова“, която плюеше много космически ултра-плътни материали в космоса. Сега астрономите съобщиха за най-убедителните доказателства досега, че след последвалия взрив се образува липсващ елемент, който може да помогне да се обясни някаква объркваща химия на Вселената.
Когато това треперене - пулсации в самата тъкан на пространството-време, наречено гравитационни вълни - достигна Земята през 2017 г., той пусна детектори на гравитационните вълни и се превърна в първия неутронозвезден сблъсък, открит някога. Веднага телескопите по целия свят се завъртяха до изучете светлината на получената килонова. Сега данните от тези телескопи разкриха сериозни доказателства за въртене на стронций в изхвърлената материя, тежък елемент с космическа история, който беше трудно да се обясни предвид всичко останало, което астрономите знаят за Вселената.
Земята и космосът са залети с химически елементи от различни видове. Някои са лесни за обяснение; водородът, съставен в най-простата си форма само от един протон, е съществувал скоро след Големия взрив, тъй като започнали да се образуват субатомни частици. Хелият, с два протона, също е лесно обясним. Нашето слънце го произвежда непрекъснато, разбивайки заедно водородни атоми чрез ядрен синтез в горещия си плътен корем. Но по-тежки елементи като стронций са по-трудни за обяснение. Дълго време физиците смятали, че тези тежки елементи се формират най-вече по време на свръхнови - като килонова, но в по-малък мащаб и в резултат на експлозията на масивни звезди в края на живота им. Но стана ясно, че само свръхновите не могат да обяснят колко тежки елементи има във Вселената.
Стронциумът, който се появява след този първи открит сблъсък на неутронна звезда, може да помогне за потвърждаване на алтернативна теория, че тези сблъсъци между много по-малки, ултра плътни обекти всъщност произвеждат повечето от тежките елементи, които намираме на Земята.
Физиката не се нуждае от свръхнови или неутронни звезди, за да обясни всеки тромав атом наоколо. Слънцето ни е сравнително младо и леко, така че най-вече топя водород в хелий. Но по-големите, по-стари звезди могат да запалят елементи, тежки като желязо, с неговите 26 протона, според НАСА. Въпреки това никоя звезда не се затопля или достатъчно гъста преди последните моменти от живота си, за да произведе елементи между 27-протонен кобалт и 92-протонен уран.
И все пак ние намираме по-тежки елементи на Земята през цялото време, както двойка физици отбелязват в статия от 2018 г., публикувана в списанието Nature. По този начин, мистерията.
Около половината от тези тежки елементи, включително стронций, се образуват чрез процес, наречен "бързо улавяне на неутрони", или "r-процес" - поредица от ядрени реакции, които протичат при екстремни условия и могат да образуват атоми с натоварени ядра. с протони и неутрони. Но учените все още не са разбрали кои системи във Вселената са достатъчно екстремни, за да произведат чистия обем от r-процесни елементи, наблюдавани в нашия свят.
Някои предположиха, че виновникът е свръхновите. "Доскоро астрофизиците предпазливо твърдяха, че изотопите, образувани в r-процес събития, произлизат предимно от основни свръхнови срутвания", написаха авторите на Nature през 2018 г.
Ето как би работила тази идея за свръхнова: Детониращи се, умиращи звезди създават температури и натиск над всичко, което са произвели в живота, и плюят сложни материали във Вселената с кратки, яростни проблясъци. Това е част от историята, която Карл Сагън разказва през 80-те години на миналия век, когато той каза, че всички сме направени от „звездни неща“.
Скорошната теоретична работа, според авторите на тази статия за Nature 2018, показа, че свръхновите може да не произвеждат достатъчно r-процесни материали, за да обяснят своето преобладаване във Вселената.
Въведете неутронни звезди. Свръх плътните трупове, останали след някои свръхнови (надминали само черни дупки в маса на кубичен инч) са малки в звездно изражение, близки по размер до американските градове. Но те могат да превъзхождат звездите в пълен размер. Когато се ударят заедно, получените експлозии разклащат тъканта на пространството-времето по-интензивно от всяко събитие, различно от сблъскване на черни дупки.
И в тези яростни сливания астрономите започнаха да подозират, достатъчно r-процесни елементи могат да се образуват, за да обяснят броя им.
Ранните проучвания на светлината от сблъсъка през 2017 г. подсказват, че тази теория е правилна. Астрономите видяха доказателства за злато и уран в начина, по който светлината филтрира през материала от взрива, както по това време съобщава Live Science, но данните все още са мъгляви.
Нов документ, публикуван вчера (23 октомври) в списанието Nature, предлага най-категоричното потвърждение на тези ранни доклади.
"Всъщност дойдохме с идеята, че може би ще видим стронций доста бързо след събитието. Въпреки това, показвайки, че това е демонстративно, случаят се оказа много труден", казва авторът на изследването Джонатан Селсинг, астроном от Копенхагенския университет, се казва в изявление.
Астрономите по това време не бяха сигурни как точно ще изглеждат тежки елементи в космоса. Но те са анализирали отново данните за 2017 г. И този път, като се даде повече време за работа по проблема, те намериха „силна черта“ в светлината, която идваше от килонова, която сочи право на стронций - подпис на r-процеса и доказателство, че други елементи вероятно са се образували там като добре, те пишеха в своя документ.
С течение на времето, част от материала от тази килонова вероятно ще излезе в галактиката и може би ще стане част от други звезди или планети, казаха те. Може би в крайна сметка това ще доведе бъдещите извънземни физици да погледнат към небето и да се чудят откъде са дошли всички тези тежки неща от техния свят.
