illustratie van hete, dichte, uitdijende wolk van puin ontdaan van de neutronensterren vlak voordat ze botsten. Beeld via NASA ‘ s Goddard Space Flight Center/CI Lab.Duncan Brown, Syracuse University en Edo Berger, Harvard University sinds duizenden jaren hebben mensen gezocht naar een manier om materie om te zetten in goud. Oude alchemisten beschouwden dit edelmetaal als de hoogste vorm van materie., Naarmate de menselijke kennis vorderde, maakten de mystieke aspecten van de alchemie plaats voor de wetenschappen die we vandaag de dag kennen. En toch, met al onze vooruitgang in wetenschap en technologie, bleef het verhaal van de oorsprong van goud onbekend. Tot nu toe.
tenslotte weten wetenschappers hoe het universum goud maakt. Met behulp van onze meest geavanceerde telescopen en detectoren, hebben we het zien ontstaan in het kosmische vuur van de twee botsende sterren die voor het eerst werden gedetecteerd door LIGO via de gravitatiegolf die ze uitzenden.,
De elektromagnetische straling van GW170817 bevestigt nu dat elementen zwaarder dan ijzer gesynthetiseerd worden in de nasleep van botsingen met neutronensterren. Foto via Jennifer Johnson / SDSS.
oorsprong van onze elementen
wetenschappers hebben kunnen achterhalen waar veel van de elementen van het periodiek systeem vandaan komen. De oerknal creëerde waterstof, het lichtste en meest voorkomende element. Als sterren schijnen, smelten ze waterstof in zwaardere elementen zoals koolstof en zuurstof, de elementen van het leven., In hun stervende jaren creëren sterren de gewone metalen-aluminium en ijzer-en blazen ze de ruimte in in verschillende soorten supernova-explosies.sinds tientallen jaren denken wetenschappers dat deze stellaire explosies ook de oorsprong van de zwaarste en meest zeldzame elementen, zoals goud, verklaarden. Maar ze misten een deel van het verhaal. Het hangt af van het object dat is achtergelaten door de dood van een massieve ster: een neutronenster. Neutronensterren verpakken anderhalf keer de massa van de zon in een bal van slechts 16 km doorsnede. Een theelepel materiaal van hun oppervlak zou 10 miljoen ton wegen.,
veel sterren in het heelal bevinden zich in binaire systemen – twee sterren gebonden door de zwaartekracht en draaien rond elkaar (denk aan de zonnen van Luke ‘ s thuisplaneet in “Star Wars”). Een paar massieve sterren zou uiteindelijk hun leven kunnen beëindigen als een paar neutronensterren. De neutronensterren draaien honderden miljoenen jaren om elkaar heen. Maar Einstein zegt dat hun dans niet eeuwig kan duren. Uiteindelijk moeten ze botsen.massieve botsing, meerdere manieren gedetecteerd op de ochtend van 17 augustus 2017 passeerde een rimpeling in de ruimte door onze planeet., Het werd gedetecteerd door de LIGO en Virgo gravitatiegolfdetectoren. Deze kosmische storing kwam van een paar neutronensterren ter grootte van een stad die botsten met een derde van de lichtsnelheid. De energie van deze botsing overtrof elk atoom-verpletterend laboratorium op aarde.toen ze over de botsing hoorden, sprongen astronomen over de hele wereld, waaronder wij, in actie. Grote en kleine telescopen scanden het stukje hemel waar de gravitatiegolven vandaan kwamen., Twaalf uur later zagen drie telescopen een gloednieuwe ster – kilonova genaamd-in een sterrenstelsel genaamd NGC 4993, ongeveer 130 miljoen lichtjaar van de aarde.
astronomen hadden het licht van het kosmische vuur van de botsende neutronensterren opgevangen. Het was tijd om ‘ s werelds grootste en beste telescopen naar de nieuwe ster te richten om het zichtbare en infrarode licht van de nasleep van de botsing te zien. In Chili zwenkte de Gemini-telescoop zijn grote spiegel van 26 voet naar de kilonova. NASA stuurde de Hubble naar dezelfde locatie.,
film waarin het zichtbare licht van de kilonova verdwijnt in het melkwegstelsel NGC 4993, 130 miljoen lichtjaar van de Aarde verwijderd.
net zoals de sintels van een intens kampvuur koud en dim worden, vervaagde de nagloed van dit kosmische vuur snel. Binnen enkele dagen vervaagde het zichtbare licht, waardoor een warme infrarode gloed achterbleef, die uiteindelijk ook verdween.
observeren van het universum dat goud smeedt
maar in dit vervagende licht werd het antwoord gecodeerd op de eeuwenoude vraag hoe goud wordt gemaakt.,Shine sunlight through a prisma and you will see our sun ‘ s spectrum – the colors of the rainbow spread from short wavelength blue light to long wavelength red light. Dit spectrum bevat de vingerafdrukken van de elementen die in de zon zijn gebonden en gesmeed. Elk element wordt gekenmerkt door een unieke vingerafdruk van lijnen in het spectrum, die de verschillende atomaire structuur weerspiegelt.
het spectrum van de kilonova bevatte de vingerafdrukken van de zwaarste elementen in het heelal., Het licht droeg de kenmerkende signatuur van het neutronenstermateriaal dat verging tot platina, goud en andere zogenaamde “R-proces” elementen.
zichtbaar en infraroodspectrum van de kilonova. De brede pieken en dalen in het spectrum zijn de vingerafdrukken van de creatie van zware elementen. Afbeelding via Matt Nicholl.
voor het eerst hadden mensen alchemie in actie gezien, waarbij het universum materie in goud veranderde. En niet zomaar een klein bedrag: deze ene botsing creëerde ten minste 10 Aarde’ s waarde van goud., Misschien draag je nu wat gouden of platina sieraden. Kijk er eens naar. Dat metaal is ontstaan in het atomaire vuur van een neutronenster botsing in ons eigen sterrenstelsel miljarden jaren geleden – een botsing net als die op 17 augustus.
en wat met het goud dat bij deze botsing werd geproduceerd? Het zal de kosmos in geblazen worden en gemengd worden met stof en gas uit zijn gaststelsel. Misschien op een dag zal het deel uitmaken van een nieuwe planeet waarvan de inwoners zullen beginnen aan een millennia lange zoektocht naar de oorsprong ervan te begrijpen.,Duncan Brown, hoogleraar natuurkunde, Syracuse University en Edo Berger, hoogleraar astronomie, Harvard University dit artikel werd oorspronkelijk gepubliceerd over het gesprek. Lees het originele artikel.
leden van de EarthSky – gemeenschap – waaronder wetenschappers, maar ook wetenschappers en natuurschrijvers van over de hele wereld-wegen af wat voor hen belangrijk is. Foto door Robert Spurlock.