Neutroninių žvaigždžių susidūrimas gali paaiškinti sunkiųjų elementų kilmę

gravitacijos bangų galva

2017 m. Viso pasaulio mokslininkus jaudino žinia, kad lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorijos (LIGO) projektas aptiko gravitacines bangas susidūrus dviem neutroninėms žvaigždėms. Šis atradimas patvirtino pagrindinę bendro reliatyvumo prognozę ir galiausiai uždirbo daugybė Nobelio premijų . Naujame tyrime teigiama, kad šis kataklizminis įvykis taip pat galėjo išspręsti paslaptį kodėl visatoje yra tiek daug sunkiųjų elementų . Išanalizavus šio įvykio šviesą, rasta tvirtų stroncio, kuris yra per sunkus, kad žvaigždės galėtų susidaryti susiliejus, įrodymų.



Jei prisiminsite savo vidurinės mokyklos chemiją, prisiminsite, kad yra daugiau nei 100 žinomų elementų, kurių dauguma natūraliai atsiranda Visatoje. Kai kurie turi gerai suprantamą kilmę. Žvaigždės sujungia vandenilį į helį, o helis - į sunkiuosius elementus vėliau žvaigždės gyvenime. Tačiau žvaigždės gali gaminti elementus tik per geležį (atominis skaičius 26). Viskam, pradedant nuo 27 protonų kobalto ir toliau, reikia vadinamojo „greito neutronų gaudymo“, o žvaigždės tam nėra pakankamai tankios ar karštos.



Mes žinome, kad supernovos gali inicijuoti kai kuriuos iš šių branduolinių procesų, kad sukurtų ypač sunkius elementus, tačiau tai greičiausiai negali paaiškinti visų sunkiųjų elementų. Prieš kelerius metus mokslininkai pasiūlė, kad ypač tankių objektų, tokių kaip neutroninės žvaigždės, susidūrimas gali būti atsakingas už kai kuriuos (ar net daugumą) sunkiųjų elementų, išsibarsčiusių per žvaigždes. Po gravitacinių bangų aptikimo mokslininkai pasuko instrumentus į susidūrimo vietą, ieškodami, be kita ko, sunkių elementų, tokių kaip stroncio, įrodymų.



Stroncis yra šarminis žemės metalas, parodytas čia išgrynintas.

Per pradinius stebėjimus mokslininkai pranešė apie kai kuriuos sprogimo aukso ir urano įrodymus. Tačiau rodmenys buvo neaiškūs. Pakartotinai išanalizavusi susidūrimo šviesą, Kopenhagos universiteto komanda nustatė „stiprią savybę“, nurodančią stroncio buvimą. Tai rodo, kad kilonova sukuria būtinas sąlygas greitai sulaikyti neutronus.



Tai nereiškia, kad mes išsprendėme paslaptį, iš kur atsirado visi sunkieji elementai, tačiau tai yra atspirties taškas būsimiems tyrimams. Suprasdami kilonovoje veikiančias jėgas, galėsime nustatyti, kuriuos elementus jie gamina ir kokiais kiekiais. Carlas Saganas garsiai pasakė, kad esame pagaminti iš „žvaigždžių daiktų“, bet ten taip pat gali būti „kilonovos“ daiktų.