Dodano: 10 maj 2019r.

Miliardy lat temu w pobliżu Układu Słonecznego zderzyły się gwiazdy neutronowe

Astrofizycy z Uniwersytetu Columbia i Uniwersytetu Florydy poinformowali, że natrafili na ślad kolizji dwóch gwiazd neutronowych, która miała miejsce w pobliżu Układu Słonecznego około 4,6 miliarda lat temu. Badacze dodali, że około 0,3 proc. najcięższych pierwiastków na Ziemi, w tym złota i platyny, może pochodzić właśnie z tego zderzenia.

 

Astronomowie od dawna zastanawiali się nad pochodzeniem najcięższych pierwiastków we Wszechświecie. Lżejsze, takie jak węgiel, tlen czy żelazo, tworzą się w gwiazdach, zanim zostaną wyrzucone w przestrzeń kosmiczną podczas gwałtownego wybuchu – supernowej. Jednak do stworzenia cięższych pierwiastków wymagane jest ekstremalne środowisko. To właśnie tam może wystąpić łańcuch reakcji znany jako proces r (r-process, rapid neutron captures process), w którym jądra atomowe szybko absorbują neutrony i ulegają rozpadowi radioaktywnemu, tworząc nowe pierwiastki.

Naukowcy podejrzewali, że gdy zderzą się dwie gwiazdy neutronowe, mogą wystąpić warunki niezbędne dla astronomicznej alchemii. Dodatkowo, podczas niedawnej detekcji fal grawitacyjnych pochodzących ze zderzenia gwiazd neutronowych, do teleskopów na Ziemi oraz w przestrzeni kosmicznej dotarło światło, które ujawniło mieszankę ciężkich pierwiastków, w tym złota, srebra i platyny.

 

W nowych badaniach, które ukazały się na łamach pisma „Nature”, astrofizycy Szabolcs Márka oraz Imre Bartos przedstawili koncepcję zderzenia dwóch gwiazd neutronowych, które miało miejsce 4,6 miliarda lat temu. Do kataklizmu doszło w pobliżu Układu Słonecznego, około 1000 lat świetlnych do miejsca, w którym narodził się nasz system planetarny. Można powiedzieć, że 1000 lat świetlnych, jak na odległości we Wszechświecie, to tuż za rogiem.

Kolizja ta była najprawdopodobniej źródłem jednych z najbardziej pożądanych substancji na Ziemi – złota, platyny czy uranu. Uczeni sądzą, że kataklizm ten mógł zasilić naszą planetę i cały system planetarny w około 0,3 proc. najcięższych pierwiastków. Ale w wyniku tego zderzenia mógł powstać także jod, który znajduje się w naszych organizmach.

- Oznacza to, że w każdym z nas znajdziemy jakąś część tych pierwiastków, głównie w postaci jodu, który jest niezbędny do życia - powiedział Bartos.

Badacze do swoich wniosków doszli po analizie pozostałości radioaktywnych izotopów znalezionych w pradawnym meteorycie. Z takich kosmicznych skał, które spadły na Ziemię, wiele można się dowiedzieć na temat przeszłości Układu Słonecznego. Rozpadające się izotopy działają jak zegary. Dzięki nim można odtworzyć czas, w którym powstały.

Naukowcy porównali skład chemiczny meteorytów do symulacji numerycznych połączeń gwiazd neutronowych w różnych punktach czasoprzestrzeni wokół Drogi Mlecznej. Odkryli, że pojedyncza kolizja gwiazd neutronowych mogła nastąpić około 100 milionów lat przed powstaniem Ziemi w naszym sąsiedztwie, około 1000 lat świetlnych od chmury gazów i pyłów, która ostatecznie uformowała Układ Słoneczny.

- Jeśli podobne zdarzenie miałoby miejsce dzisiaj w podobnej odległości od Układu Słonecznego, wynikające z tego promieniowanie mogłoby przyćmić całe nocne niebo - powiedział Márka.

Naukowcy uważają, że ich badania dają wgląd w wyjątkowe wydarzenie w naszej historii planetarnej. – Nasza praca rzuca jasne światło na procesy związane z pochodzeniem i składem naszego Układu Słonecznego i zainicjuje nowy rodzaj poszukiwań w dyscyplinach, takich jak chemia, biologia i geologia - wyjaśnił Bartos.

- Nasze wyniki dotyczą fundamentalnych pytań ludzkości: skąd pochodzimy i dokąd zmierzamy? Bardzo trudno jest opisać ogromne emocje, które odczuwaliśmy, gdy zdaliśmy sobie sprawę z tego, co znaleźliśmy i co to oznacza– wtórował koledze Marka.

 

Źródło: Live Science, Columbia University, fot. NASA