Ilustracja gorącej, gęstej, rozszerzającej się chmury odłamków pozbawionych gwiazd neutronowych tuż przed zderzeniem. Obraz za pośrednictwem NASA Goddard Space Flight Center / CI Lab.
Duncan Brown, Syracuse University i Edo Berger, Harvard University
przez tysiące lat ludzie szukali sposobu na przekształcenie materii w złoto. Starożytni alchemicy uważali ten cenny metal za najwyższą formę materii., W miarę rozwoju ludzkiej wiedzy, mistyczne aspekty alchemii ustąpiły miejsca naukom, które znamy dzisiaj. A jednak, przy wszystkich naszych postępach w nauce i technologii, historia pochodzenia złota pozostała nieznana. Aż do teraz.
wreszcie naukowcy wiedzą, jak wszechświat wytwarza złoto. Używając naszych najbardziej zaawansowanych teleskopów i detektorów, widzieliśmy, jak powstaje w kosmicznym ogniu dwóch zderzających się gwiazd po raz pierwszy wykrytych przez LIGO za pomocą emitowanej przez nie fali grawitacyjnej.,
promieniowanie elektromagnetyczne wychwycone z GW170817 potwierdza, że pierwiastki cięższe od żelaza są syntetyzowane w wyniku zderzeń gwiazd neutronowych. Obraz przez Jennifer Johnson / SDSS.
pochodzenie naszych pierwiastków
naukowcy byli w stanie złożyć razem, skąd pochodzi wiele pierwiastków układu okresowego. Wielki Wybuch stworzył Wodór, najlżejszy i najobfitszy pierwiastek. Gdy gwiazdy świecą, łączą wodór w cięższe pierwiastki, takie jak węgiel i tlen, pierwiastki życia., W swoich umierających latach gwiazdy tworzą wspólne metale-aluminium i żelazo – i wyrzucają je w Przestrzeń Kosmiczną w różnych typach wybuchów supernowych.
od dziesięcioleci naukowcy teoretyzowali, że te Gwiezdne eksplozje wyjaśniają również pochodzenie najcięższych i najbardziej rzadkich pierwiastków, takich jak złoto. Ale brakowało im fragmentu historii. Zależy to od obiektu pozostawionego po śmierci masywnej gwiazdy: gwiazdy neutronowej. Gwiazdy neutronowe pakują półtora raza masę Słońca w kulę o średnicy 10 mil. Łyżeczka materiału z ich powierzchni ważyłaby 10 milionów ton.,
wiele gwiazd we wszechświecie znajduje się w układach binarnych – dwóch gwiazd połączonych grawitacją i krążących wokół siebie (pomyśl o słońcach macierzystej planety Luke ' a w „Gwiezdnych Wojnach”). Para masywnych gwiazd może ostatecznie zakończyć życie jako para gwiazd neutronowych. Gwiazdy neutronowe krążą wokół siebie przez setki milionów lat. Ale Einstein mówi, że ich taniec nie może trwać wiecznie. W końcu muszą się zderzyć.
masywna kolizja, wykryta na wiele sposobów
rankiem 17 sierpnia 2017 r.przez naszą planetę przeszła fala w przestrzeni kosmicznej., Został wykryty przez detektory fal grawitacyjnych LIGO i Virgo. To kosmiczne zakłócenie pochodzi od pary gwiazd neutronowych wielkości miasta zderzających się z prędkością 1/3 światła. Energia tego zderzenia przewyższała wszelkie laboratorium rozbijające Atomy na Ziemi.
słysząc o kolizji, astronomowie na całym świecie, w tym my, wskoczyli do akcji. Duże i małe teleskopy skanowały skrawek nieba, skąd pochodzą fale grawitacyjne., Dwanaście godzin później trzy teleskopy zauważyły zupełnie nową gwiazdę-kilonową-w galaktyce NGC 4993, odległej o około 130 milionów lat świetlnych od Ziemi.
astronomowie uchwycili światło z kosmicznego ognia zderzających się gwiazd neutronowych. Nadszedł czas, aby skierować największe i najlepsze na świecie teleskopy w kierunku nowej gwiazdy, aby zobaczyć światło widzialne i podczerwone z następstw kolizji. W Chile teleskop Gemini przekręcił swoje duże, 26-metrowe lustro do kilonowej. NASA skierowała Hubble ' a w to samo miejsce.,
film z widzialnego światła z kilonowa zanikającego w galaktyce NGC 4993, 130 milionów lat świetlnych od Ziemi.
tak jak żar intensywnego ogniska staje się zimny i przygaszony, poświata tego kosmicznego ognia szybko zanika. W ciągu kilku dni światło widzialne zniknęło, pozostawiając ciepły blask podczerwieni, który ostatecznie również zniknął.
obserwując wszechświat kucie złota
ale w tym gasnącym świetle zakodowana była odpowiedź na odwieczne pytanie, jak powstaje złoto.,
Rozświetl światło słoneczne przez pryzmat, a zobaczysz widmo naszego Słońca – Kolory tęczy rozprzestrzeniają się od niebieskiego światła o krótkiej długości fali do czerwonego światła o długiej długości fali. Widmo to zawiera odciski palców pierwiastków związanych i wykutych w słońcu. Każdy element jest oznaczony unikalnym odciskiem linii w widmie, odzwierciedlającym inną strukturę atomową.
widmo kilonowa zawierało odciski palców najcięższych pierwiastków we wszechświecie., Jego światło nosi sygnaturę materii gwiazdy neutronowej rozpadającej się na platyny, złoto i inne elementy tzw. „procesu r”.
widmo widzialne i podczerwone kilonowa. Szerokie szczyty i doliny w widmie są odciskami ciężkich elementów tworzenia. Obraz autorstwa Matta Nicholla.
Po raz pierwszy ludzie widzieli w akcji alchemię, wszechświat zamieniający materię w złoto. I nie tylko niewielka ilość: ta jedna kolizja stworzyła złoto warte co najmniej 10 ziem., Możesz mieć na sobie złotą lub platynową biżuterię. Spójrz na to. Ten metal powstał w ogniu atomowym zderzenia gwiazd neutronowych w naszej galaktyce miliardy lat temu – zderzenia podobnego do tego, które miało miejsce 17 sierpnia.
a co ze złotem wyprodukowanym w tej kolizji? Zostanie wydmuchany w kosmos i zmieszany z pyłem i gazem z galaktyki gospodarza. Być może pewnego dnia stanie się częścią nowej planety, której mieszkańcy wyruszą w wielowiekową podróż, by zrozumieć jej pochodzenie.,
Duncan Brown, profesor fizyki, Syracuse University i Edo Berger, profesor Astronomii, Harvard University
Przeczytaj oryginalny artykuł.
członkowie społeczności EarthSky – w tym naukowcy, a także pisarze nauki i przyrody z całego świata – ważą się tym, co to dla nich ważne. Fot. Robert Spurlock.