Illustration af varme, tætte, ekspanderende sky af vragrester strippet fra neutronstjerner, lige før de kolliderede. Billede via NASAs Goddard Space Flight Center / CI Lab.
Duncan Brown, Syracuse University og Edo-Berger, Harvard University
i tusinder af år har menneskene søgt efter en måde at vende sagen til guld. Gamle alkymister betragtede dette ædelmetal som den højeste form for materie., Efterhånden som menneskelig viden avancerede, gav de mystiske aspekter af alkymi plads til de videnskaber, vi kender i dag. Og alligevel, med alle vores fremskridt inden for videnskab og teknologi, oprindelsen historien om guld forblev ukendt. Indtil nu.
endelig ved forskere, hvordan universet laver guld. Ved hjælp af vores mest avancerede teleskoper og detektorer har vi set det skabt i den kosmiske ild fra de to kolliderende stjerner, der først blev opdaget af LIGO via den gravitationsbølge, de udsendte.,
Den elektromagnetiske stråling, taget fra GW170817 bekræfter nu, at grundstoffer, der er tungere end jern, er syntetiseret i kølvandet neutronstjerne kollisioner. Billede via Jennifer Johnson / SDSS.
oprindelsen af vores elementer
forskere har været i stand til at stykke sammen, hvor mange af elementerne i det periodiske bord kommer fra. Big Bang skabte brint, det letteste og mest rigelige element. Når stjerner skinner, smelter de brint sammen til tungere elementer som kulstof og ilt, livets elementer., I deres døende år skaber stjerner de almindelige metaller-aluminium og jern – og sprænger dem ud i rummet i forskellige typer supernovaeksplosioner.
i årtier har forskere teoretiseret, at disse stjerneksplosioner også forklarede oprindelsen af de tyngste og mest sjældne elementer, som guld. Men de manglede et stykke af historien. Det hænger sammen med objektet efterladt af en massiv stjernes død: en neutronstjerne. Neutronstjerner pakker halvanden gang Solens masse til en bold kun 10 miles på tværs. En teskefuld materiale fra deres overflade ville veje 10 millioner tons.,
mange stjerner i universet findes i binære systemer – to stjerner bundet af tyngdekraft og kredser rundt om hinanden (tænk Lukes hjemmeplanets Sole i “Star .ars”). Et par massive stjerner kan i sidste ende ende deres liv som et par neutronstjerner. Neutronstjernerne kredser om hinanden i hundreder af millioner af år. Men Einstein siger, at deres dans ikke kan vare evigt. Til sidst skal de kollidere.
massiv kollision, opdaget flere måder
om morgenen den 17.August 2017 passerede en krusning i rummet gennem vores planet., Det blev opdaget af LIGO og Virgo gravitationsbølgedetektorer. Denne kosmiske forstyrrelse kom fra et par bystore neutronstjerner, der kolliderede med en tredjedel lysets hastighed. Energien fra denne kollision overgik ethvert atom-knusende laboratorium på jorden.efter at have hørt om kollisionen sprang astronomer over hele verden, herunder os, til handling. Teleskoper store og små scannede Himmelens plaster, hvor gravitationsbølgerne kom fra., Tolv timer senere fik tre teleskoper øje på en helt ny stjerne – kaldet en kilonova – i en galakse kaldet NGC 4993, omkring 130 millioner lysår fra jorden.
astronomer havde fanget lyset fra den kosmiske ild fra de kolliderende neutronstjerner. Det var på tide at pege verdens største og bedste teleskoper mod den nye stjerne for at se det synlige og infrarøde lys fra kollisionens eftervirkninger. I Chile svingede Gemini-teleskopet sit store 26-fods spejl til kilonova. NASA styrede Hubble til samme sted.,
Film af det synlige lys fra kilonova fading væk i galaksen NGC 4993, 130 millioner lysår væk fra Jorden.
ligesom gløderne fra et intenst lejrbål bliver kolde og svage, falmede efterglødet af denne kosmiske ild hurtigt væk. Inden for få dage forsvandt det synlige lys væk og efterlod en varm infrarød glød, som til sidst også forsvandt.
iagttagelse af universet smedning af guld
men i dette fading lys blev kodet svaret på det ældgamle spørgsmål om, hvordan guld er lavet.,
skinne sollys gennem et prisme, og du vil se vores solens spektrum – regnbuens farver spredes fra kort bølgelængde blåt lys til langt bølgelængde rødt lys. Dette spektrum indeholder fingeraftryk af de elementer, der er bundet sammen og smedet i solen. Hvert element er præget af et unikt fingeraftryk af linjer i spektret, hvilket afspejler den forskellige atomstruktur.kilonovas spektrum indeholdt fingeraftryk af de tungeste elementer i universet., Dens lys bragte den afslørende signatur af neutronstjernematerialet henfaldende til platin, guld og andre såkaldte “r-proces”-elementer.
synligt og infrarødt spektrum af kilonova. De brede toppe og dale i spektret er fingeraftryk af tunge element skabelse. Billede via Matt Nicholl.
for første gang havde mennesker set alkymi i aktion, hvor universet forvandlede stof til guld. Og ikke kun en lille mængde: denne kollision skabte mindst 10 jorders guldværdi., Du kan være iført nogle guld eller platin smykker lige nu. Tag et kig på det. Dette metal blev skabt i atombranden i en neutronstjernekollision i vores egen galakse for milliarder af år siden-en kollision ligesom den, der blev set den 17.August.
og hvad med guldet produceret i denne kollision? Den vil blive blæst ud i kosmos og blandet med støv og gas fra dens værtsgalakse. Måske en dag vil det udgøre en del af en ny planet, hvis indbyggere vil gå i gang med en årtusinder lang søgen efter at forstå dens oprindelse.,
Duncan Brown, Professor i Fysik, Syracuse University og Edo-Berger, Professor i Astronomi, Harvard University
Denne artikel blev oprindeligt udgivet på Samtalen. Læs den oprindelige artikel.
Medlemmer af EarthSky fællesskabet – herunder forskere, samt videnskab og natur forfattere fra hele verden – veje ind på, hvad der er vigtigt for dem. Foto af Robert Spurlock.