a neutroncsillagoktól megfosztott forró, sűrű, bővülő törmelékfelhő szemléltetése közvetlenül az ütközésük előtt. Kép a NASA Goddard Space Flight Center / CI Laborján keresztül.
Duncan Brown, a Syracuse Egyetem és Edo Berger, a Harvard Egyetem
évezredek óta az emberek keresik a módját, hogy az anyagot aranyvá alakítsák. Az ősi alkimisták ezt a nemesfémet az anyag legmagasabb formájának tekintették., Az emberi tudás előrehaladtával az alkímia misztikus aspektusai utat engedtek a ma ismert tudományoknak. És mégis, a tudomány és a technológia fejlődésével, az arany története ismeretlen maradt. Mostanáig.
végül a tudósok tudják, hogy az univerzum aranyat készít. A legfejlettebb teleszkópjainkat és detektorainkat használva láttuk, hogy a két ütköző csillag kozmikus tüzében jött létre, amelyet először a LIGO észlelt az általuk kibocsátott gravitációs hullámon keresztül.,
a GW170817-ből felvett elektromágneses sugárzás most megerősíti, hogy a vasnál nehezebb elemeket neutroncsillagok ütközései után szintetizálják. Kép keresztül Jennifer Johnson / SDSS.
elemeink eredete
A tudósok képesek voltak összerakni, ahonnan a periódusos rendszer számos eleme származik. Az ősrobbanás a hidrogént hozta létre, a legkönnyebb és legelterjedtebb elemet. Ahogy a csillagok ragyognak, a hidrogént olyan nehezebb elemekké olvasztják, mint a szén és az oxigén, az élet elemei., Haldokló éveik alatt a csillagok létrehozzák a közös fémeket-alumíniumot és vasat -, és különböző típusú szupernóva-robbanásokban robbantják ki őket az űrbe.
a tudósok évtizedek óta feltételezik, hogy ezek a csillagrobbanások magyarázták a legnehezebb és legritkább elemek, például az arany eredetét is. De hiányzott nekik a történet egy darabja. Egy hatalmas csillag halála által hátrahagyott tárgytól függ: egy neutroncsillagtól. A neutroncsillagok a Nap tömegének másfélszeresét csomagolják egy golyóba, mindössze 10 mérföldnyire. Egy teáskanál anyag a felületükről 10 millió tonna lenne.,
Az univerzum sok csillaga bináris rendszerekben van-két csillag, amelyeket a gravitáció köt össze és egymás körül keringenek (gondoljunk csak Luke bolygójának napjaira a “Csillagok háborújában”). Egy pár hatalmas csillag végül véget vethet az életüknek, mint egy pár neutroncsillag. A neutroncsillagok több száz millió évig keringenek egymás körül. De Einstein azt mondja, hogy táncuk nem tarthat örökké. Végül össze kell ütközniük.
hatalmas ütközés, többféle módon észlelve
2017. augusztus 17-én reggel, az űrben fellépő hullámzás áthaladt bolygónkon., Ezt a LIGO és a Virgo gravitációs hullám detektorai észlelték. Ez a kozmikus zavar egy pár városi méretű neutroncsillagból származott, amelyek a fénysebesség egyharmadán ütköztek. Ennek az ütközésnek az energiája meghaladta a Föld bármely atom-zúzó laboratóriumát.
az ütközésről hallva a csillagászok szerte a világon, beleértve minket is, akcióba léptek. A nagy és kicsi teleszkópok átvizsgálták az ég foltját, ahonnan a gravitációs hullámok származnak., Tizenkét órával később három teleszkóp egy teljesen új csillagot – kilonovát-látott egy NGC 4993 nevű galaxisban, körülbelül 130 millió fényévnyire a Földtől.
A csillagászok elfogták a fényt az ütköző neutroncsillagok kozmikus tűzéből. Itt volt az ideje, hogy a világ legnagyobb és legjobb teleszkópjait az új csillag felé irányítsuk, hogy az ütközés utáni látható és infravörös fényt láthassuk. Chilében a Gemini teleszkóp nagy, 26 láb hosszú tükrét a kilonova felé fordította. A NASA ugyanarra a helyre kormányozta a Hubble-t.,
film a látható fény a kilonova halványuló el a galaxisban NGC 4993, 130 millió fényévnyire a Földtől.
csakúgy, mint a parázs intenzív tábortűz nőnek hideg és homályos, az utórengés e kozmikus tűz gyorsan elhalványult. Napokon belül a látható fény elhalványult, meleg infravörös fényt hagyva hátra, amely végül eltűnt is.
Az univerzum megfigyelése arany kovácsolás
de ebben a halványuló fényben kódolták a választ arra a régi kérdésre, hogy hogyan készül az arany.,
ragyogjon a napfény egy prizmán keresztül, és látni fogja a nap spektrumát – a szivárvány színei a rövid hullámhosszú kék fénytől a hosszú hullámhosszú vörös fényig terjednek. Ez a spektrum a napba kötött és kovácsolt elemek ujjlenyomatait tartalmazza. Mindegyik elemet a spektrumban lévő vonalak egyedi ujjlenyomata jelöli, amely tükrözi a különböző atomszerkezetet.
a kilonova spektruma az univerzum legnehezebb elemeinek ujjlenyomatait tartalmazta., Fénye hordozta a neutroncsillagos anyag platinára, aranyra és más úgynevezett “R-folyamat” elemekre bomló jelét.
a kilonova látható és infravörös spektruma. A spektrum széles csúcsai és völgyei a nehéz elemek keletkezésének nyomai. Kép Matt Nichollon keresztül.
az emberek először látták az alkímiát akcióban, az univerzum az anyagot aranyvá változtatta. És nem csak egy kis összeg: ez az ütközés legalább 10 Földnyi aranyat hozott létre., Lehet, hogy most arany vagy platina ékszert visel. Vess rá egy pillantást. Ezt a fémet egy neutroncsillag ütközésének atomi tűzében hozták létre a saját galaxisunkban milliárd évvel ezelőtt – egy ütközés, mint az augusztus 17-én.
és mi a helyzet az ütközés során keletkezett Arannyal? Ki fog robbanni a kozmoszba, és porral és gázzal keveredik a gazdakalaxisából. Talán egy nap egy új bolygó részét képezi, amelynek lakói évezredes küldetést indítanak annak eredetének megértésére.,
Duncan Brown, a Syracuse Egyetem fizika professzora és Edo Berger, a Harvard Egyetem Csillagászprofesszora
Ez a cikk eredetileg a beszélgetésről jelent meg. Olvassa el az eredeti cikket.
a Tagok a EarthSky közösség – köztük tudósok is, mint a tudomány, mind a természet írók a világ minden tájáról – kinek, mi a fontos nekik. Fotó: Robert Spurlock.