Kunstniku kujutis kokkupõrkeks valmistuvatest neutronitähtedest.
(Pilt: © NASA / Goddardi kosmoselennukeskus)
Astronoomid jahivad jäänuseid neutronitähe kokkupõrge mis andis Maale väärismetallid.
Kui neutronitähed ühinemisel suunavad nad oma ümbrusesse hulgaliselt lühiajalisi elemente ja neist materjalidest saavad osa hiljem moodustuvatest päikesesüsteemidest. Nüüd püüavad teadlased seda sulgeda ühinemine, mis külvas meie päikesesüsteemi algse kõduneva materjali toodetud elementide leidmise teel. Selle töö põhjal usuvad nad, et vastutustundlik ühinemine toimus 100 miljonit aastat enne meie päikesesüsteemi sündi ja 1000 valgusaasta kaugusel sellest.
"See oli lähedal," rääkis projekti juhtiv teadlane Szabolcs Marka, kes on Columbia ülikooli füüsik, Space.com. "Kui vaatate taevasse ja näete neutronitähtede ühinemist 1000 valgusaasta kaugusel, oleks see kogu öötaevas suurem."
Marka ja tema kolleeg, Florida ülikooli astrofüüsik Imre Bartos kasutasid kokkupõrke jälitamiseks päikesesüsteemi algusest saati meteoriite. Nad analüüsisid neis kivimites isotoope - elementide maitset, mille aatomites on erinev neutronite arv.
Esiteks arvutasid nad välja radioaktiivsete isotoopide koguse varases päikesesüsteemis; siis võrdlesid teadlased oma mõõtmisi ISO tekitatud isotoopide kogusega neutronitäht ühinemised. Marka tutvustas nende uuringute tulemusi jaanuaris talvel Ameerika astronoomiaühingu koosolek aastal Honolulus.
"Meie" neutrontähtede ühinemine
Universumi rasked elemendid, nagu kuld, plaatina ja plutoonium, tekivad siis, kui neutronid pommitavad olemasolevaid aatomeid. Selliste kokkupõrgete ajal a neutraalne neutron võib eraldada negatiivselt laetud elektroni, muutudes positiivselt laetud prootoniks ja muutes aatomi identiteeti.
See protsess, mida nimetatakse kiireks neutronide hõivamiseks, toimub ainult kõige võimsamate plahvatuste, näiteks supernoovade ja neutrontähtede liitmise ajal. Kuid teadlased vaidlevad jätkuvalt selle üle, milline neist äärmuslikest sündmustest on universumi raskete elementide põhjustajaks.
Nii pöördusid Marka ja Bartos iidsete meteoriitide poole, püüdes mõista, mis tüüpi sündmus võib olla külvas varajase päikesesüsteemi. Nende noore päikesesüsteemi kivimite lukustatud materjal on plahvatuse ajal tärganud materjal ja kuigi need lähteelemendid olid radioaktiivsed ja lagunesid kiiresti, jätsid nad maha oma varasema kohaloleku allkirjad.
Ja nagu Laserinterferomeetri gravitatsioonilainete vaatluskeskus (LIGO) hakkab tuvastada võimalikud neutrontähtede ühinemised, rakendavad teadlased oma tähelepanekuid, et aidata tuvastada lähedalasuvas ühinemises moodustunud materjali kõige tõenäolisemaid panustajaid, mida Marka nimetas "galaktika nõia õlleks", aeglaselt lagunevat materjali, mis jõudis päikesesüsteemi.
Varasemate uuringute kohaselt ilmneb Linnuteel supernoova umbes iga 50 aasta järel. LIGO uued tähelepanekud näitavad, et neutrontähtede ühinemisi toimub palju harvemini, umbes kord 100 000 aasta jooksul. Raskete elementide hulk päikesesüsteemis näitas, et need on pärit a-st lähedal paiknev neutrontähtede ühinemine, kuna supernoova päritolu oleks andnud rohkem materjali.
Seejärel tugines paar üksikutele isotoopidele, et teha kindlaks, kus ja millal Päikesesüsteemi lokaalne neutronitähe ühinemine aset leidis.
"Iga isotoop on stopper, mis algab plahvatusest," ütles Marka. Uurides, kui palju igast isotoobist materjali jäädvustamisel järele jäi, suutis ta kindlaks teha Päikesesüsteemi duši alla sattunud kokkupõrke vanuse. "On ainult üks ajahetk, kui nad kõik nõustuvad," ütles ta. See punkt leidis aset umbes 100 miljonit aastat enne moodustatud päikesesüsteem, silm vilgub astronoomilistes ajakavades. Samuti arvutas meeskond, kui kaugel tähed põrkasid - vahemaa oli 1000 valgusaastat, tuginedes sellele, kui palju materjali päikesesüsteemi sattus.
Mida meeskond ei suutnud välja mõelda, oli suund, mille kaudu need rasked elemendid sisenesid naabruskonda, millest saab meie päikesesüsteem - avastus, mis võiks teoreetiliselt võimaldada teadlastel täpsustada kokkupõrke jäänuseid. Probleem on selles, et päike pole istumisest alates 4,5 miljardit aastat istunud; selle asemel on see reisinud ümber galaktika.
Mööda on see maha jätnud tähed, mis moodustasid selle lähedal samas kobaras, tähed, mida astronoomid on juba pikka aega asjata jahtinud. Marka loodab, et ühel päeval leiavad astronoomid need õetähed ja Päikesesüsteemi moodustanud neutrontähtede ühinemise jäänused.
Marka sõnul tabas uus avastus kodu lähedal. "Inimesed nutsid tegelikult," ütles ta, viidates oma meeskonna liikmetele.
Ta ütles, et tema arvates tekkis tugev emotsionaalne reaktsioon, kuna see neutrontähtede ühinemine polnud lihtsalt sündmus, mis juhtus kosmoses. See oli üks, mis aitas kaasa meist igaühele isiklikult.
"See pole esoteeriline, see on meie oma," ütles Marka. "Mitte meie galaktikas, vaid meie päikesesüsteemis."
- Astronoomid väidavad, et neutrontähtede kokkupõrge näitab kulla päritolu
- Kas must auk neelas neutronitähe 900 miljonit aastat tagasi?
- Neutronitähtede krahhi tagajärjel tekkinud gravitatsioonilainete esmakordne avastamine tähistab astronoomia uut ajajärku
