Kaks neutrontähte purunesid koos ja raputasid universumit, vallandades eepilise plahvatuse, mida nimetatakse "kilonovaks" ja mis sülitas kosmosesse palju ülitihedaid ja ultraheli tekitavaid materjale. Nüüd on astronoomid teatanud kõige veenvamatest tõenditest, et pärast seda plahvatust tekkis puuduva lüli element, mis aitaks selgitada universumi segadust tekitavat keemiat.
Kui see värisemine - väga aegruumi kangas, mida nimetatakse gravitatsioonilaineteks - jõudis 2017. aastal Maale, käivitas see gravitatsioonilise laine detektorid ja sellest sai esimene neutronitähe kokkupõrge, mis kunagi tuvastatud. Kohe-kohe keerutasid teleskoobid üle kogu maailma uurige saadud kilonova valgust. Nüüd on nende teleskoopide andmed leidnud kindlaid tõendeid strontsiumi keeristumise kohta väljasaadetud olekus - kosmilise ajalooga raske elemendiga, mida oli raske seletada, arvestades kõike muud, mida astronoomid universumist teavad.
Maa ja kosmos on täis mitmesuguseid keemilisi elemente. Mõnda on lihtne seletada; vesinik, mis koosneb kõige lihtsamast vormist - vaid ühest prootonist - eksisteeris varsti pärast Suurt Pauku, sest subatomaarsed osakesed hakkasid moodustuma. Kahe prootoniga heeliumi on ka üsna lihtne seletada. Meie päike toodab seda kogu aeg, purustades vesinikuaatomeid tuumasünteesi kaudu oma kuumas tihedas kõhus. Kuid raskemaid elemente nagu strontsium on keerulisem seletada. Pikka aega arvasid füüsikud, et need kopsakad elemendid moodustusid enamasti supernoovade ajal - nagu kilonova, kuid väiksema ulatusega ja tulenevad massiivsete tähtede plahvatusest elu lõpul. Kuid on selgunud, et supernovad üksi ei suuda seletada, kui palju raskeid elemente universumis väljas on.
Strontsium, mis pöördub selle esimese tuvastatud neutronitähtede kokkupõrke tagajärjel, võib aidata kinnitada alternatiivset teooriat, et need kokkupõrked palju väiksemate, ülitihedate objektide vahel toodavad tegelikult suurema osa maakeral leiduvatest rasketest elementidest.
Füüsika ei vaja iga ümbritseva turske aatomi selgitamiseks supernoovasid ega neutrontähtede liitmist. Meie päike on suhteliselt noor ja kerge, nii et see sulatab vesiniku enamasti heeliumiks. Kuid NASA andmetel suudavad suuremad, vanemad tähed sulatada oma 26 prootoniga sama raskeid kui rauda elemente. Ükski täht ei kuumene enne elu viimaseid hetki piisavalt kuumaks ega tihedaks, et tekiks elemente 27-prootilise koobalti ja 92-prootoneuraani vahel.
Ja veel, me leiame Maal kogu aeg raskemaid elemente, nagu märkis füüsikute paar ajakirjas Nature avaldatud 2018. aasta artiklis. Seega mõistatus.
Ligikaudu pooled neist eriti rasketest elementidest, sealhulgas strontsium, moodustuvad protsessil, mida nimetatakse kiireks neutronide hõivamiseks ehk r-protsessiks - tuumareaktsioonide seeriana, mis toimuvad ekstreemsetes tingimustes ja võivad moodustada aatomite tiheda tuumaga prootonite ja neutronitega. Kuid teadlased pole veel välja mõelnud, millised süsteemid universumis on piisavalt äärmuslikud, et toota meie maailmas nähtud r-protsessi elementide õhuke maht.
Mõni oli soovitanud süüdlaseks supernoovad. "Kuni viimase ajani väitsid astrofüüsikud ettevaatlikult, et r-protsessi sündmustes moodustunud isotoobid pärinevad peamiselt tuumade kokkuvarisemise supernoovadest," kirjutasid loodusautorid 2018. aastal.
See supernoova idee toimiks järgmiselt: Detoneerivad, surevad tähed loovad temperatuuri ja rõhu, mis ületab kõik, mida nad elus tekitasid, ja sülitavad keerulised materjalid universumisse lühikeste vägivaldsete välkude abil. See on osa loost, mida Carl Sagan rääkis 1980-ndatel, kui ta ütles, et me kõik oleme tehtud "tähe asju".
Värsked teoreetilised tööd on selle 2018. aasta Loodusartikli autorite sõnul näidanud, et supernoovad ei pruugi toota piisavalt r-protsessimaterjale, et selgitada nende ülekaalu universumis.
Sisestage neutronitähed. Mõningate supernoovade järel järele jäänud ülimahukad surnukehad (mille mass on kuuptolli kohta vaid mustade aukude poolt ületatud) on täheliselt väikesed, suurusega Ameerika linnad. Kuid need võivad kaaluda täissuuruses tähti. Kui need kokku suruvad, raputavad tekivad plahvatused aegruumi kangast intensiivsemalt kui mis tahes muu sündmus peale mustade aukude põrkumise.
Ja nendes raevukas ühinemises on astronoomid hakanud kahtlustama, et nende arvu selgitamiseks võiks moodustada piisavalt r-protsessi elemente.
2017. aasta kokkupõrke valguse varased uuringud näitasid, et see teooria oli õige. Astronoomid nägid kulla ja uraani olemasolu kohta selles, kuidas valgus läbi plahvatuse materjali filtreeris, nagu Live Science omal ajal teatas, kuid andmed olid endiselt hägused.
Eile (23. oktoobril) ajakirjas Nature ilmunud uus paber pakub nende varajaste teadete kõige tugevamat kinnitust.
"Me tulime tegelikult välja mõttega, et näeme pärast sündmust üsna kiiresti strontsiumi. Kui aga näitasime, et see on tõepoolest juhtunud, osutus see väga keerukaks," sõnas uuringu autor Kopenhaageni ülikooli astronoom Jonatan Selsing, ütles ta avalduses.
Astronoomid ei olnud toona kindlad, millised kosmose rasked elemendid välja näevad. Kuid nad on 2017. aasta andmeid uuesti analüüsinud. Ja seekord, kuna antud probleemiga tegelemiseks oli rohkem aega, leidsid nad kilonovast tulnud valguses "tugeva joone", mis osutab otse strontsiumile - r-protsessi allkiri ja tõendid, et muud elemendid, mis seal tõenäoliselt moodustasid noh, nad kirjutasid oma paberisse.
Aja jooksul jõuab osa sellest kilonovast pärinevast materjalist tõenäoliselt galaktikasse ja võib-olla muutuvad teiste tähtede või planeetide osaks, ütlesid nad. Võib-olla viib see lõpuks tulevaste võõrfüüsikute poole taevasse vaatama ja imestama, kust kõik see nende maailma raske värk pärit on.
