Egy nagy távcső megerősíti, hogy a két gravitációs hullámot generáló neutroncsillag egyesülése után következett be 2017-ben.

2017-ben a Földön áthaladó gravitációs hullámok történelmi észlelését követően az Európai Déli Obszervatórium (ESO) a forrásra mutatta Nagyon nagy teleszkópját (VLT) és más teleszkópjait: az úgynevezett neutroncsillag-összeolvadást GW170817.

stroncium

Kapcsolódó hírek

A csillagászok azt gyanították, hogy ha nehezebb elemek képződnek neutroncsillagok ütközésében, akkor ezeknek az elemeknek a nyomai kimutathatók kilonovák, e fúziók robbanó maradványai. Ezt tette egy kutatócsoport most a X-shooter hangszer, telepítve van az ESO VLT-be, és az eredményeket a Nature folyóiratban teszik közzé.

A GW170817 egyesülését követően az ESO teleszkópflottája széles hullámhosszon kezdte figyelemmel kísérni a feltörekvő kilonova robbanást. Különösen az X-shooter vett el néhányat spektrumok az ultraibolyától a közeli infravörösig. E spektrumok kezdeti elemzése nehéz elemek jelenlétét sugallta a kilonovában, de a csillagászok a mai napig nem tudták azonosítani az egyes elemeket.

"A 2017-es egyesülés adatainak újbóli elemzése után azonosítottuk ennek a tűzgömbnek egy nehéz elemét: a stronciumot, amely megmutatta, hogy a neutroncsillagok ütközése hozza létre ezt az elemet az univerzumban"- mondja Darach Watson vezető tanulmány szerzője a dániai koppenhágai egyetemről.

A Földön a stroncium természetesen a talajban fordul elő, és bizonyos ásványokban koncentrálódik. Sóit arra használják, hogy a élénk piros színű tűzijáték.

A puzzle hiányzó darabja

A csillagászok az 1950-es évek óta ismerik az elemeket létrehozó fizikai folyamatokat. Az elkövetkező néhány évtizedben felfedezték ezeknek a fő atomkovácsoknak a kozmikus elhelyezkedését, egy kivételével.

"Ez egy évtizedek óta tartó üldözés utolsó szakasza az elemek eredetének rögzítésére" - mondja Watson, hozzátéve: "Ma már tudjuk, hogy az elemeket létrehozó folyamatok főleg hétköznapi csillagokban, szupernóva-robbanásokban vagy a régi csillagok külső rétegeiben zajlottak.. De mindeddig nem tudtuk a gyors neutron befogásnak nevezett végső folyamat helyét, amely létrehozta a periódusos rendszer legnehezebb elemeit. ".

A gyors neutron befogás olyan folyamat, amelyben egy atommag elég gyorsan elkapja a neutronokat, hogy nagyon nehéz elemek jöjjenek létre. Bár sok elem fordul elő a csillagok magjában, a vasnál nehezebb elemeket hoz létre, például stronciumot, még forróbb, sok szabad neutront tartalmazó környezetet igényel. A gyors neutronfelvétel természetesen csak szélsőséges környezetben fordul elő, ahol az atomokat nagyszámú neutron bombázza.

"Ez az első alkalom, amit tehetünka neutronfogás révén képződött újonnan létrehozott anyagot közvetlenül egy neutroncsillag-összeolvadással társítják, megerősítve, hogy a neutroncsillagok neutronokból állnak, és összekapcsolva a gyors neutronfelvétel régóta vitatott folyamatát az ilyen fúziókkal "- teszi hozzá Camilla Juul Hansen, a heidelbergi Max Planck Csillagászati ​​Intézet munkatársa, aki fontos szerepet játszott a tanulmányban.

A tudósok most kezdik jobban megértsék a neutroncsillag-összeolvadásokat és a kilonovákat. Mivel az új jelenségek és a VLT X-shooter műszerének robbanásból vett spektrumainak korlátozott megértése miatt a csillagászok eddig nem tudták azonosítani az egyes elemeket.

"Valójában nagyon röviddel az esemény után rájöttünk, hogy stronciumot láthatunk. Ennek bizonyítása azonban nagyon nehéznek bizonyult. A nehézség oka az volt, hogy kevés ismeretünk volt a periódusos rendszer legnehezebb elemeinek spektrális megjelenéséről"- mondja Jonatan Selsing, a koppenhágai egyetem kutatója, a cikk legfontosabb szerzője.

A GW170817 egyesülés volt a gravitációs hullámok ötödik detektálása, amelyet a LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), az Egyesült Államokban működő NSF létesítmény és az olasz Szűz interferométer tett lehetővé. Az NGC 4993 galaxisban található, lA fúzió volt az első és egyelőre egyetlen gravitációs hullámforrás, amelynek látható párját a Föld teleszkópjai detektálták.

A kutatók szerint a LIGO, a Szűz és a VLT együttes erőfeszítéseivel megvan a világosabb megértés a mai napig a neutroncsillagok belső működése és robbanásveszélyes összeolvadásaik.