3. junija na 3, 9 milijarde svetlobnih let sta se spopadli dve neverjetno gosti nevtronski zvezdi - telesi, ki sta približno 1, 5-krat večji od sončne mase, le velikosti zgolj mest. Znanstveniki, ki preučujejo dogodek, trdijo, da rešuje trajno skrivnost o tvorbi elementov v našem vesolju.
"To je zelo hitra, katastrofalna, izjemno energična vrsta eksplozije, " pravi Edo Berger, astronom iz centra za astrofiziko Harvard-Smithsonian. Množično trčenje je sprostilo močan curek gama-žarkov po vesolju. Bliskavico, ki je trajala le dve desetinki sekunde, je nabiral NASA-in satelit Swift in poslal astronomom, da se zberejo za zbiranje podatkov.
V naslednjih dneh so teleskopi v Čilu in vesoljski teleskop Hubble usmerili pozornost na to območje vesolja. Danes sta Berger in sodelavci na tiskovni konferenci v Cambridgeu v Massachusettsu napovedala, da njihova analiza razkriva, da so trki nevtronskih zvezd odgovorni za nastanek skoraj vseh težkih elementov v vesolju - seznam, ki vključuje zlato, živo srebro, svinec, platino in več.
"To vprašanje, od kod prihajajo elementi, kot je zlato, že dolgo obstaja, " pravi Berger. Čeprav so mnogi znanstveniki že dolgo trdili, da so bile eksplozije supernove, njegova skupina - ki vključuje Wen-fai Fong in Ryana Chornocka iz oddelka za astronomijo na Harvardu - ima dokaze, da supernove niso potrebne. Po trčenju nevtronskih zvezd so vsi elementi težji od železa, pravi: "in to naredijo dovolj učinkovito, da lahko predstavljajo vse zlato, ki je bilo proizvedeno v vesolju."
Do takšnih trkov pride, ko obe zvezdi v binarnem sistemu ločeno eksplodirata kot supernovi, nato pa se zrušita vase in za seboj pustita par tesno povezanih nevtronskih zvezd. Ko se krožita med seboj, zvezde postopoma potegnejo gravitacijske sile, dokler ne trčijo.
"So izredno gosti - v bistvu krogle letijo drug na drugega s približno desetimi odstotki hitrosti svetlobe, " pravi Berger. Nastalo trčenje na enem mestu zbere toliko mase, da se zruši na sebi, kar sproži nastanek črne luknje. Majhna količina snovi pa se vrže navzven in se sčasoma vključi v naslednjo generacijo zvezd in planetov drugje v okoliški galaksiji. Pozorno opazovanje tega zadnjega trka nevtronskih zvezd je razkrilo vsebino te izmetne snovi.
Ker je nastala črna luknja, pravi Berger, je sprostila razpok gama-žarkov, kodiran kot GRB (gama-rafal) 130603B. V nekaj minutah so instrumenti v Čilu iskali nadaljnje dokaze o trčenju in našli kratek "sled" vidne svetlobe, ki jo ustvarijo delci, ki so bili odvrženi od eksplozije, ki se zaletavajo v okolico. To je astronomom omogočilo natančno lokacijo in oddaljenost dogodka, in dejstvo, da je do trčenja prišlo razmeroma blizu - vsaj v astronomskem smislu -, je vzbujalo upanje, da bo mogoče zbrati nove vrste podatkov, ki prej niso bili na voljo.
12. junija je teleskop Hubble, ki je treniral na tej lokaciji, zaznal izrazito oddajanje infrardeče svetlobe, signala, ločenega od prve eksplozije. Bergerjev infrardeči podpis je bil posledica radioaktivnega razpadanja eksotičnih težkih elementov (na primer urana in plutonija), ki so nastali med trkom in se izvrgli navzven. Zaradi načina oblikovanja težkih elementov se je moralo oblikovati tudi zlato. "Skupna količina teh težkih elementov je bila približno en odstotek mase sonca, " ugotavlja. "Zlato v tej razdelitvi znaša približno 10 delov na milijon, torej približno desetkrat večja od mase lune samo v zlatu."
Ker ekipa ve, kako pogosto se ti trki pojavljajo, in lahko zdaj sklepajo približno, koliko materiala nastane z vsakim dogodkom, lahko primerjajo skupno količino težkih elementov, ki nastanejo pri trčenju nevtronskih zvezd, z znano količino v vesolju. Zaključek ekipe, ki je bil danes objavljen tudi v The Astrophysical Journal Letters, je, da so ti dogodki zadostna razlaga za vse naše težke elemente, vključno z zlatom. Potem ko so ustvarjeni v tovrstnih trkih in jih izvržejo navzven, se težki elementi sčasoma vključijo v tvorbo bodočih zvezd in planetov. Kar pomeni, da vse zlato na Zemlji, tudi zlato v vašem poročnem prstanu, verjetno izhaja iz trka dveh oddaljenih zvezd.
Nova ugotovitev rešuje tudi povezano vprašanje: Ali je ta posebna vrsta emisije gama žarkov - imenovana "kratkoročni razpok", lahko dokončno povezana s trkom dveh nevtronskih zvezd. "Zbrali smo kar nekaj naključnih dokazov, ki kažejo, da izvirajo iz trka dveh nevtronskih zvezd, toda res nam primanjkuje jasnega podpisa" puške ", " pravi Berger. "Ta dogodek prvič določa, da je pištola za kajenje."
V naslednjih nekaj letih bo ekipa Harvard-Smithsonian in drugi še naprej iskala trke nevtronskih zvezd, tako da bodo lahko zbrani in analizirani nadaljnji podatki. Čeprav je tako redek dogodek (v Mlečni poti se zgodi enkrat na približno 100.000 let) na razdalji, ki je dovolj blizu za tovrstna opazovanja, povsem na srečo. "Zadnje desetletje svojega življenja sem se trudil obravnavati vprašanje razpoka gama žarkov, mukotrpno zbiral dokaze in čakal na ta en velik dogodek, " pravi Berger. "Tako je zadovoljivo, da končno dobimo tiste dokaze, ki nam lahko pokažejo, kaj se dogaja na bolj dokončen način."
