Μια απεικόνιση ενός καλλιτέχνη για αστέρια νετρονίων που ετοιμάζονται να συγκρουστούν.
(Εικόνα: © NASA / Goddard Space Flight Center)
Οι αστρονόμοι κυνηγούν τα απομεινάρια του σύγκρουση με αστέρια νετρονίων που έδωσε στη Γη τα πολύτιμα μέταλά της.
Όταν ναστέρια ευτρού συγχωνεύονται, εκτοξεύουν έναν πλούτο βραχυπρόθεσμων στοιχείων στο περιβάλλον τους και αυτά τα υλικά γίνονται μέρος των ηλιακών συστημάτων που σχηματίζονται αργότερα. Τώρα οι επιστήμονες προσπαθούν να κλείσουν στο συγχώνευση που προκάλεσε το ηλιακό μας σύστημα εντοπίζοντας τα στοιχεία που παράγονται από το αρχικό υλικό αποσύνθεσης. Από αυτό το έργο, πιστεύουν ότι η υπεύθυνη συγχώνευση συνέβη 100 εκατομμύρια χρόνια πριν και 1.000 έτη φωτός μακριά από τη γέννηση του ηλιακού μας συστήματος.
«Ήταν κοντά», δήλωσε στο Space.com ο επικεφαλής επιστήμονας του έργου, Szabolcs Marka, ο οποίος είναι φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Κολούμπια. "Αν κοιτάξετε τον ουρανό και δείτε μια συγκέντρωση αστεριών νετρονίων 1.000 έτη φωτός μακριά, θα ξεπεράσει ολόκληρο τον νυχτερινό ουρανό."
Η Marka και ο συνάδελφός του Imre Bartos, αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Φλόριντα, χρησιμοποίησαν μετεωρίτες από την αυγή του ηλιακού συστήματος για να εντοπίσουν τη σύγκρουση. Ανέλυσαν τα ισότοπα - γεύσεις στοιχείων με διαφορετικό αριθμό νετρονίων στα άτομα τους - σε αυτούς τους βράχους.
Πρώτον, υπολόγισαν την ποσότητα των ραδιενεργών ισοτόπων στο πρώιμο ηλιακό σύστημα. τότε οι ερευνητές συνέκριναν τις μετρήσεις τους με την ποσότητα των ισοτόπων που παράγονται από αστέρι νετρονίων συγχωνεύσεις. Η Marka παρουσίασε τα αποτελέσματα της έρευνάς τους τον Ιανουάριο το χειμώνα συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στη Χονολουλού.
"Συγχώνευση" των νετρονίων-αστέρων
Τα βαριά στοιχεία του σύμπαντος, όπως ο χρυσός, το λευκόχρυσο και το πλουτώνιο, σχηματίζονται όταν τα νετρόνια βομβαρδίζουν τα υπάρχοντα άτομα. Κατά τη διάρκεια τέτοιων συγκρούσεων, α το ουδέτερο νετρόνιο μπορεί να εκπέμπει ένα αρνητικά φορτισμένο ηλεκτρόνιο, να γίνει ένα θετικά φορτισμένο πρωτόνιο και να αλλάξει την ταυτότητα του ατόμου.
Αυτή η διαδικασία, γνωστή ως ταχεία σύλληψη νετρονίων, συμβαίνει μόνο κατά τη διάρκεια των πιο ισχυρών εκρήξεων, όπως οι συγχωνεύσεις σουπερνοβών και αστεριών νετρονίων. Αλλά οι επιστήμονες συνεχίζουν να συζητούν ποια από αυτά τα ακραία γεγονότα είναι υπεύθυνα για το μεγαλύτερο μέρος των βαριών στοιχείων στο σύμπαν.
Έτσι η Μάρκα και ο Μπαρτός στράφηκαν στους αρχαίους μετεωρίτες σε μια προσπάθεια να καταλάβουν ποιος τύπος γεγονότος μπορεί να έχει σπέρνει το πρώιμο ηλιακό σύστημα. Κλειδωμένο μέσα σε αυτούς τους βράχους από το νεαρό ηλιακό σύστημα είναι υλικό που εκτοξεύεται από έκρηξη, και παρόλο που αυτά τα αρχικά στοιχεία ήταν ραδιενεργά και γρήγορα αποσυντέθηκαν, άφησαν πίσω τους υπογραφές της προηγούμενης παρουσίας τους.
Και ως το Παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων ιντερφερόμετρου λέιζερ (LIGO) αρχίζει εντοπίστε πιθανές συγχωνεύσεις με αστέρια νετρονίων, οι επιστήμονες εφαρμόζουν τις παρατηρήσεις του για να βοηθήσουν στον εντοπισμό των πιο πιθανών συντελεστών του υλικού που σχηματίστηκε σε μια κοντινή συγχώνευση, αυτό που η Μάρκα ονόμασε «το μάγισσα του γαλαξία», το αργά αποσυντιθέμενο υλικό που έφτασε στο ηλιακό σύστημα.
Προηγούμενες μελέτες υπολόγισαν ότι ένα σουπερνόβα εμφανίζεται στον Γαλαξία μία φορά κάθε 50 χρόνια περίπου. Οι νέες παρατηρήσεις της LIGO δείχνουν ότι οι συγχωνεύσεις με αστέρια νετρονίων εμφανίζονται πολύ λιγότερο συχνά, περίπου μία φορά κάθε 100.000 χρόνια. Η ποσότητα βαριών στοιχείων στο ηλιακό σύστημα υποδηλώνει ότι προέρχονται από ένα κοντινή συγχώνευση με αστέρια νετρονίων, καθώς η προέλευση των σουπερνόβα θα απέφερε περισσότερο υλικό.
Από εκεί, το ζευγάρι βασίστηκε στα μεμονωμένα ισότοπα για να προσδιορίσει πού και πότε είχε συμβεί η τοπική συγχώνευση με αστέρια νετρονίων.
"Κάθε ισότοπο είναι ένα χρονόμετρο που ξεκινά από την έκρηξη", δήλωσε η Μάρκα. Μελετώντας πόσο έμεινε κάθε ισότοπο κατά τη σύλληψη του υλικού, μπόρεσε να εντοπίσει την ηλικία της σύγκρουσης που έπληξε το ηλιακό σύστημα. "Υπάρχει μόνο ένα σημείο στο χρόνο που όλοι συμφωνούν", είπε. Αυτό το σημείο συνέβη περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια πριν από το σχηματίστηκε ηλιακό σύστημα, ένα μάτι αναβοσβήνει σε αστρονομικές χρονικές κλίμακες. Η ομάδα υπολόγισε επίσης πόσο μακριά συγκρούστηκαν τα αστέρια, μια απόσταση 1.000 ετών φωτός, με βάση το πόσο υλικό κατέληξε στο ηλιακό σύστημα.
Αυτό που δεν μπορούσε να καταλάβει η ομάδα ήταν η κατεύθυνση στην οποία αυτά τα βαριά στοιχεία μπήκαν στη γειτονιά που θα γινόταν το ηλιακό μας σύστημα, μια ανακάλυψη που θα μπορούσε θεωρητικά να επιτρέψει στους επιστήμονες να εντοπίσουν τα απομεινάρια της σύγκρουσης. Το πρόβλημα είναι ότι ο ήλιος δεν καθόταν ακίνητος για 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια από τότε που σχηματίστηκε. Αντ 'αυτού, ταξιδεύει γύρω από τον γαλαξία.
Στην πορεία, άφησε πίσω του τα αστέρια που σχηματίστηκαν κοντά του στο ίδιο σύμπλεγμα, αστέρια που οι αστρονόμοι κυνηγούσαν από καιρό μάταια. Η Μάρκα ελπίζει ότι μια μέρα, οι αστρονόμοι θα βρουν εκείνα τα αδερφή αστέρια και τα απομεινάρια της συγχώνευσης με αστέρια νετρονίων που δημιούργησαν το ηλιακό σύστημα.
Σύμφωνα με τη Μάρκα, η νέα ανακάλυψη έφτασε κοντά στο σπίτι. "Οι άνθρωποι έκλαιγαν πραγματικά", είπε, αναφερόμενος σε μέλη της ομάδας του.
Είπε ότι πιστεύει ότι η έντονη συναισθηματική αντίδραση προέκυψε επειδή αυτή η συγχώνευση με αστέρια νετρονίων δεν ήταν απλώς ένα γεγονός που συνέβη στο διάστημα. Ήταν αυτό που συνέβαλε στον καθένα μας, προσωπικά.
"Αυτό δεν είναι εσωτερικό, είναι δικό μας", είπε η Μάρκα. "Όχι δικός μας στον γαλαξία, αλλά δικός μας στο ηλιακό σύστημα."
- Η σύγκρουση με αστέρια νετρονίων αποκαλύπτει την προέλευση του χρυσού, λένε οι αστρονόμοι
- Μία μαύρη τρύπα κατάπιε ένα αστέρι νετρονίων πριν από 900 εκατομμύρια χρόνια;
- Η πρώτη ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων από συντριβή με αστέρια νετρονίων σηματοδοτεί μια νέα εποχή αστρονομίας
