ilustração de nuvem quente, densa e expandida de detritos retirados das Estrelas de nêutrons pouco antes de colidirem. Imagem através do Goddard Space Flight Center/CI Lab da NASA.
Duncan Brown, Syracuse University and Edo Berger, Harvard University
por milhares de anos, os humanos têm procurado uma forma de transformar a matéria em ouro. Os antigos alquimistas consideravam este metal precioso a mais alta forma de matéria., À medida que o conhecimento humano avançava, os aspectos místicos da alquimia cediam lugar às ciências que conhecemos hoje. E no entanto, com todos os nossos avanços na ciência e tecnologia, a história de origem do ouro permaneceu desconhecida. Até agora. finalmente, os cientistas sabem como o universo faz o ouro. Usando os nossos telescópios e detectores mais avançados, já o vimos criado no fogo cósmico das duas estrelas colidindo detetadas pela primeira vez por LIGO através da onda gravitacional que emitiram.,
a radiação eletromagnética captada de GW170817 agora confirma que elementos mais pesados que o ferro são sintetizados após colisões de Estrelas de nêutrons. Image via Jennifer Johnson / SDSS.
origens dos nossos elementos
os cientistas têm sido capazes de montar juntos de onde muitos dos elementos da tabela periódica vêm. O Big Bang criou hidrogénio, o elemento mais leve e abundante. À medida que as estrelas brilham, fundem hidrogénio em elementos mais pesados, como o carbono e o oxigénio, os elementos da vida., Nos seus últimos anos, as estrelas criam os metais comuns-alumínio e ferro – e expelem-nos para o espaço em diferentes tipos de explosões de supernovas.durante décadas, os cientistas teorizaram que estas explosões estelares também explicaram a origem dos elementos mais pesados e raros, como o ouro. Mas faltava-lhes uma parte da história. Ele depende do objeto deixado para trás pela morte de uma estrela massiva: uma estrela de nêutrons. Estrelas de nêutrons carregam uma vez e meia a massa do sol em uma bola com apenas 16 km de diâmetro. Uma colher de chá de material da sua superfície pesaria 10 milhões de toneladas.,muitas estrelas no universo estão em sistemas binários – duas estrelas ligadas pela gravidade e orbitando em torno uma da outra (pense nos sóis do planeta natal de Luke em “Star Wars”). Um par de estrelas massivas pode acabar com suas vidas como um par de Estrelas de nêutrons. As estrelas de neutrões orbitam-se umas às outras durante centenas de milhões de anos. Mas Einstein diz que a dança deles não pode durar para sempre. Eventualmente, eles devem colidir.
colisão massiva, detectou múltiplas formas
Na manhã de 17 de agosto de 2017, uma ondulação no espaço passou pelo nosso planeta., Foi detectada pelos detectores de ondas gravitacionais de LIGÃO e Virgem. Esta perturbação cósmica veio de um par de Estrelas de neutrões do tamanho da cidade colidindo a um terço da velocidade da luz. A energia desta colisão ultrapassou qualquer laboratório destruidor de átomos na Terra.ao ouvir sobre a colisão, astrônomos ao redor do mundo, incluindo nós, entraram em ação. Telescópios grandes e pequenos escanearam o pedaço do céu de onde as ondas gravitacionais vieram., Doze horas depois, três telescópios avistaram uma nova estrela chamada kilonova numa galáxia chamada NGC 4993, a cerca de 130 milhões de anos – luz da Terra.
astrônomos haviam capturado a luz do fogo cósmico das Estrelas de nêutrons que colidiam. Era hora de apontar os maiores e melhores telescópios do mundo em direção à nova estrela para ver a luz visível e infravermelha do rescaldo da colisão. No Chile, o telescópio Gemini desviou seu grande espelho de 26 pés para a kilonova. A NASA dirigiu o Hubble para o mesmo local.,
Movie of the visible light from the kilonova fading away in the galaxy NGC 4993, 130 million light years away from Earth.tal como as brasas de uma fogueira intensa arrefecem e diminuem, o brilho deste fogo cósmico desvaneceu-se rapidamente. Dentro de dias a luz visível desapareceu, deixando para trás um brilho infravermelho quente, que eventualmente desapareceu também. observando o universo forjando ouro, mas nesta luz desvanecida foi codificada a resposta para a velha questão de como o ouro é feito.,Brilhe a luz do sol através de um prisma e verá o espectro do nosso sol – as cores do arco-íris se espalham da luz azul de comprimento de onda curto para a luz vermelha de comprimento de onda longo. Este espectro contém as impressões digitais dos elementos ligados e forjados ao sol. Cada elemento é marcado por uma impressão digital única de linhas no espectro, refletindo a estrutura atômica diferente.o espectro da kilonova continha as impressões digitais dos elementos mais pesados do universo., Sua luz carregava a assinatura reveladora do material de estrela de nêutrons decompondo-se em platina, ouro e outros chamados elementos “R-process”.
Visible and infrared spectrum of the kilonova. Os grandes picos e vales do espectro são as impressões digitais da criação de elementos pesados. Imagem via Matt Nicholl.
pela primeira vez, os humanos viram a alquimia em ação, o universo transformando a matéria em ouro. E não apenas uma pequena quantidade: esta colisão criou pelo menos 10 Terras de ouro., Podes estar a usar jóias de ouro ou platina neste momento. Dá uma vista de olhos. Esse metal foi criado no fogo atômico de uma colisão de Estrelas de nêutrons em nossa própria galáxia bilhões de anos atrás-uma colisão exatamente como a vista em 17 de agosto.
e o que do ouro produzido nesta colisão? Ele será soprado para o cosmos e misturado com poeira e gás de sua galáxia Hospedeira. Talvez um dia faça parte de um novo planeta cujos habitantes embarcarão numa busca milenar para compreender a sua origem.,Duncan Brown, Professor de Física, Universidade de Syracuse e Edo Berger, Professor de Astronomia, Universidade de Harvard. Leia o artigo original.
os Membros do EarthSky comunidade, incluindo cientistas, assim como a ciência e a natureza escritores de todo o mundo – pesar sobre o que é importante para eles. Foto de Robert Spurlock.