Illustration d’un nuage chaud, dense et en expansion de débris dépouillés des étoiles à neutrons juste avant leur collision. Image via le Goddard Space Flight Center/CI Lab de la NASA.
Duncan Brown, Université de Syracuse et Edo Berger, Université Harvard
pendant des milliers d’années, les humains ont cherché un moyen de transformer la matière en or. Les anciens alchimistes considéraient ce métal précieux comme la forme la plus élevée de la matière., Au fur et à mesure que la connaissance humaine avançait, les aspects mystiques de l’alchimie ont cédé la place aux sciences que nous connaissons aujourd’hui. Et pourtant, avec tous nos progrès dans la science et la technologie, l’histoire de l’origine de l’or est restée inconnue. Jusqu’à aujourd’hui.
enfin, les scientifiques savent comment l’univers fabrique de l’or. En utilisant nos télescopes et détecteurs les plus avancés, nous l’avons vu créé dans le feu cosmique des deux étoiles en collision détectées pour la première fois par LIGO via l’onde gravitationnelle qu’elles ont émise.,
le rayonnement électromagnétique capturé par GW170817 confirme maintenant que des éléments plus lourds que le fer sont synthétisés à la suite de collisions d’étoiles à neutrons. Image via Jennifer Johnson / SDSS.
les Origines de nos éléments
les Scientifiques ont pu reconstituer, où de nombreux éléments de la table périodique viennent. Le Big Bang a créé l’hydrogène, l’élément le plus léger et le plus abondant. Lorsque les étoiles brillent, elles fusionnent l’hydrogène en éléments plus lourds comme le carbone et l’oxygène, les éléments de la vie., Dans leurs dernières années, les étoiles créent les métaux communs-l’aluminium et le fer – et les explosent dans l’espace dans différents types d’explosions de supernova.
Depuis des décennies, les scientifiques ont théorisé que ces explosions stellaires expliquaient également l’origine des éléments les plus lourds et les plus rares, comme l’or. Mais il leur manquait un morceau de l’histoire. Il repose sur l’objet laissé par la mort d’une étoile massive: une étoile à neutrons. Les étoiles à neutrons emballent une fois et demie la masse du soleil en une boule de seulement 10 miles de diamètre. Une cuillère à café de matériau de leur surface pèserait 10 millions de tonnes.,
de nombreuses étoiles de L’univers sont dans des systèmes binaires – deux étoiles liées par la gravité et orbitant l’une autour de l’autre (pensez aux soleils de la planète natale de Luke dans « Star Wars”). Une paire d’étoiles massives pourrait finir leur vie comme une paire d’étoiles à neutrons. Les étoiles à neutrons orbitent les unes sur les autres pendant des centaines de millions d’années. Mais Einstein dit que leur danse ne peut pas durer éternellement. Finalement, ils doivent entrer en collision.
collision Massive, détectée de multiples façons
Le Matin du 17 août 2017, une ondulation dans l’espace a traversé notre planète., Il a été détecté par les détecteurs D’ondes gravitationnelles LIGO et Virgo. Cette perturbation cosmique provient d’une paire d’étoiles à neutrons de la taille d’une ville entrant en collision à un tiers de la vitesse de la lumière. L’énergie de cette collision a dépassé tout laboratoire atomisant sur Terre.
En entendant parler de la collision, les astronomes du monde entier, y compris nous, sont passés à l’action. Les télescopes grands et petits ont scanné la parcelle de ciel d’où provenaient les ondes gravitationnelles., Douze heures plus tard, trois télescopes ont aperçu une toute nouvelle étoile – appelée kilonova – dans une galaxie appelée NGC 4993, à environ 130 millions d’années-lumière de la Terre.
Les astronomes avaient capturé la lumière du feu cosmique des étoiles à neutrons en collision. Il était temps de pointer les plus grands et meilleurs télescopes du monde vers la nouvelle étoile pour voir la lumière visible et infrarouge des conséquences de la collision. Au Chili, le télescope Gemini a dévié son grand miroir de 26 pieds vers le kilonova. La NASA a dirigé le Hubble au même endroit.,
film de la lumière visible de la kilonova s’estompant dans la galaxie NGC 4993, à 130 millions d’années-lumière de la Terre.
tout comme les braises d’un feu de camp intense se refroidissent et s’obscurcissent, la rémanence de ce feu cosmique s’estompe rapidement. En quelques jours, la lumière visible s’est estompée, laissant derrière elle une lueur infrarouge chaude, qui a finalement disparu.
observer l’univers forger de l’or
Mais dans cette lumière qui s’estompe a été codée la réponse à la question séculaire de savoir comment l’or est fabriqué.,
rayonnez la lumière du soleil à travers un prisme et vous verrez le spectre de notre soleil – les couleurs de l’arc-en-ciel s’étendent de la lumière bleue à courte longueur d’onde à la lumière rouge à longue longueur d’onde. Ce spectre contient les empreintes digitales des éléments liés et forgés dans le soleil. Chaque élément est marqué par une empreinte unique de lignes dans le spectre, reflétant la structure atomique différente.
le spectre de La kilonova contenait les empreintes digitales des éléments les plus lourds dans l’univers., Sa lumière portait la signature révélatrice du matériau neutron-étoile se décomposant en Platine, Or et autres éléments dits « R-process”.
Visible et infrarouge du spectre de la kilonova. Les larges pics et vallées du spectre sont les empreintes digitales de la création d’éléments lourds. Image via Matt Nicholl.
Pour la première fois, l’homme avait vu l’alchimie dans l’action, l’univers transformant la matière en or. Et pas seulement une petite quantité: cette collision a créé au moins 10 Terres d’or., Vous portez peut-être des bijoux en or ou en platine en ce moment. Prendre un coup d’oeil. Ce métal a été créé dans le feu atomique d’une collision d’étoiles à neutrons dans notre propre galaxie il y a des milliards d’années – une collision tout comme celle observée le 17 août.
Et qu’est-ce de l’or produit dans cette collision? Il sera soufflé dans le cosmos et mélangé avec de la poussière et du gaz de Sa galaxie hôte. Peut-être qu’un jour il fera partie d’une nouvelle planète dont les habitants se lanceront dans une quête Millénaire pour comprendre son origine.,
Duncan Brown, professeur de Physique, Université de Syracuse et Edo Berger, professeur d’Astronomie, Université Harvard
Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lisez l’article original.
les Membres de la EarthSky de la communauté – y compris des scientifiques, ainsi que de la science et de la nature des écrivains du monde entier – se prononcer sur ce qui est important pour eux. Photo de Robert Spurlock.