Illustrasjon av varme, tette, utvide sky av rusk fratatt nøytron stjerner like før de kolliderte. Bilde via NASA ‘ s Goddard Space Flight Center/CI-Lab.
Duncan Brun, Syracuse University og Edo-Berger, Harvard University
For tusenvis av år, mennesker har søkt etter en måte å gjøre saken til gull. Gamle alkymistene har vurdert denne edelt metall å være den høyeste form for materie., Som menneskelig kunnskap avansert, den mystiske aspekter av alkymi banet vei for sciences vi kjenner i dag. Og likevel, med alle våre fremskritt i vitenskap og teknologi, opphavet til historien om gull forble ukjent. Inntil nå.
til Slutt, forskere vet hvordan universet gjør gull. Ved hjelp av vår mest avanserte teleskoper og detektorer, vi har sett det som er opprettet i den kosmiske brann av to kolliderende stjerner først oppdaget av LIGO via gravitasjonsfelt wave de slippes ut.,
Den elektromagnetiske stråling tatt fra GW170817 nå bekrefter at elementer som er tyngre enn jern er syntetisert i kjølvannet av nøytron-stjerners kollisjoner. Bilde via Jennifer Johnson/SDSS.
Opprinnelsen til vår elementer
Forskere har vært i stand til å sette sammen hvor mange av elementene i det periodiske system kommer fra. Big Bang skapte hydrogen, de letteste og mest tallrike element. Som stjernene, de sikring hydrogen til tyngre grunnstoffer som karbon og oksygen, de elementene av livet., I sin døende år, stjerner lage vanlige metaller – aluminium og jern – og sprenge dem ut i verdensrommet i ulike typer av supernova-eksplosjoner.
For flere tiår, og forskere har en teori om at disse stellar eksplosjoner forklarte også opprinnelsen av de tyngste og mest sjeldne elementer som gull. Men de manglet en bit av historien. Det hengsler på objektet som er igjen av død av en massiv stjerne: et nøytron-stjerners. Nøytron stjerner pack-en-og-en-halv ganger massen til solen inn en ball bare 10 km på tvers. En teskje av materiale fra overflaten deres ville veier 10 millioner tonn.,
Mange stjerner i universet er i binære systemer – to stjerner bundet av tyngdekraften, og som går i bane rundt hverandre (tror Luke ‘ s hjemplanet er soler i «Star Wars»). Et par av massive stjerner kan til slutt ende sitt liv som et par av nøytron stjerner. Den nøytron stjerner i bane rundt hverandre for hundrevis av millioner av år. Men Einstein sier at deres dans kan ikke vare evig. Til slutt, må de kolliderer.
Massive kollisjon, oppdaget flere måter
Om morgenen 17. August 2017, en krusning på plass gått gjennom vår planet., Det ble oppdaget av den LIGO og Jomfruen gravitasjonsfelt bølge detektorer. Dette kosmiske forstyrrelse kom fra et par city-sized nøytron stjerner kolliderer på en tredje lysets hastighet. Energien i denne kollisjon passerte noen atom-smashing laboratorium på Jorden.
hørt om kollisjon, astronomer over hele verden, inkludert oss, hoppet inn i handlingen. Teleskoper store og små skannede oppdateringen av himmelen hvor den gravitasjonsbølger kom fra., Tolv timer senere, tre teleskoper fikk øye på en helt ny stjerners – kalles en kilonova – i en galakse kalt NGC 4993, om lag 130 millioner lysår fra Jorden.
Astronomer hadde fanget lyset fra kosmisk ild kollidere nøytron stjerner. Det var på tide å peke verdens største og beste teleskoper mot den nye stjernen for å se synlig og infrarødt lys fra kollisjonen er kjølvannet. I Chile, Gemini teleskop skrenset sin store 26-fots speilet til kilonova. NASA styrte Hubble til samme sted.,
Film av synlig lys fra kilonova å forsvinne i galaksen NGC 4993, 130 millioner lysår fra Jorden.
Akkurat som restene av en intens bål vokse kaldt og mørkt, den etterglød av denne kosmiske brann raskt falmet bort. I løpet av dager synlig lys falmet bort, og etterlot en infrarød varme glød, som til slutt forsvant også.
Observere universet smiing gull
Men i det svinnende lyset ble kodet svaret på det eldgamle spørsmålet om hvordan gold er laget.,
Skinne sollys gjennom et prisme, og du vil se våre solens spektrum – fargene i regnbuen spredt fra kort bølgelengde blått lys for lang bølgelengde rødt lys. Dette spekteret inneholder fingeravtrykk av elementene er bundet opp og smidd i solen. Hvert element er merket med et unikt fingeravtrykk av linjer i spekteret, noe som gjenspeiler de forskjellige atom-strukturen.
spekteret av kilonova inneholdt fingeravtrykk av de tyngste grunnstoffene i universet., Dens lys gjennomført telltale signatur av nøytron-stjerners materiale henfaller til platina, gull og andre såkalte «r-prosessen» elementer.
det Synlige og infrarøde spekteret av kilonova. Den brede topper og daler i spekter er det fingeravtrykk av tunge element skapelsen. Bilde via Matt Nicholl.
For første gang, mennesker hadde sett alkymi i aksjon, universet snu saken i gull. Og ikke bare en liten mengde: Dette en kollisjon opprettet minst 10 Jordarter’ verdt gull., Du kan være iført et gull eller platina smykker akkurat nå. Ta en titt på det. At metall ble opprettet i atomic brann av et nøytron-stjerners kollisjon i vår egen galakse milliarder av år siden – en kollisjon akkurat som man sett på August 17.
Og hva med gull produsert i denne kollisjon? Det vil bli blåst ut i kosmos og blandet med støv og gass fra sin vert galaxy. Kanskje en dag vil det inngå som en del av en ny planet der innbyggjarane vil ta fatt på en årtusen lang søken etter å forstå sin opprinnelse.,
Duncan Brun, Professor i Fysikk, Syracuse University og Edo-Berger, Professor i Astronomi, Harvard University
Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Samtalen. Les den opprinnelige artikkelen.
– >
Medlemmer av EarthSky samfunnet – inkludert forskere, så vel som vitenskap og natur forfattere fra hele verden – synspunkter på hva som er viktig for dem. Foto: Robert Spurlock.