Penggambaran artis mengenai bintang neutron bersiap untuk bertembung.
(Imej: © NASA / Pusat Penerbangan Angkasa Goddard)
Ahli astronomi sedang mencari sisa-sisa perlanggaran bintang neutron yang memberi Bumi logam berharga.
Apabila nbintang eutron bergabung, mereka memuntahkan banyak unsur jangka pendek ke persekitaran mereka, dan bahan-bahan ini menjadi sebahagian daripada sistem suria yang terbentuk kemudian. Kini para saintis berusaha untuk menutup penggabungan yang mendorong sistem suria kita dengan mengesan unsur-unsur yang dihasilkan oleh bahan reput yang asli. Dari pekerjaan itu, mereka percaya penggabungan yang bertanggungjawab berlaku 100 juta tahun sebelumnya dan 1.000 tahun cahaya dari kelahiran sistem suria kita.
"Sudah dekat," kata saintis utama projek itu, Szabolcs Marka, yang merupakan ahli fizik di Universiti Columbia, kepada Space.com. "Jika anda melihat ke langit dan anda melihat penggabungan bintang neutron yang berjarak 1,000 tahun cahaya, itu akan mengalahkan seluruh langit malam."
Marka dan rakannya Imre Bartos, ahli astrofizik di University of Florida, menggunakan meteorit sejak awal sistem suria untuk mengesan pertembungan. Mereka menganalisis isotop - perisa unsur dengan bilangan neutron yang berlainan dalam atomnya - di dalam batuan ini.
Pertama, mereka mengira kuantiti isotop radioaktif dalam sistem suria awal; kemudian penyelidik membandingkan pengukuran mereka dengan jumlah isotop yang dihasilkan oleh bintang neutron penggabungan. Marka menyampaikan hasil penyelidikan mereka pada bulan Januari pada musim sejuk mesyuarat Persatuan Astronomi Amerika di Honolulu.
Penggabungan bintang neutron "kami"
Unsur-unsur berat alam semesta, seperti emas, platinum dan plutonium, terbentuk ketika neutron mengebom atom-atom yang ada. Semasa perlanggaran tersebut, a neutron neutral dapat memancarkan elektron bercas negatif, menjadi proton bermuatan positif dan mengubah identiti atom.
Proses ini, yang dikenali sebagai penangkapan neutron yang cepat, hanya berlaku semasa letupan paling kuat, seperti penggabungan supernova dan bintang-neutron. Tetapi para saintis terus memperdebatkan peristiwa ekstrem mana yang bertanggungjawab untuk sebilangan besar unsur berat di alam semesta.
Oleh itu, Marka dan Bartos beralih ke meteorit kuno dalam usaha memahami jenis peristiwa yang mungkin berlaku memupuk sistem suria awal. Yang terkunci di dalam batu-batu itu dari sistem suria muda adalah bahan yang dimuntahkan dari letupan, dan walaupun unsur-unsur awalnya radioaktif dan cepat reput, mereka meninggalkan tanda-tanda kehadiran masa lalu mereka.
Dan sebagai Balai Cerap Gelombang Interferometer Laser (LIGO) mula mengenal pasti penggabungan bintang neutron yang berpotensi, para saintis menerapkan pemerhatiannya untuk membantu mengenal pasti penyumbang bahan yang kemungkinan besar terbentuk dalam penggabungan berdekatan, apa yang disebut oleh Marka sebagai "penyihir galaksi penyihir," bahan yang perlahan merosot yang menuju ke sistem suria.
Kajian terdahulu menganggarkan bahawa supernova berlaku di Bima Sakti sekali setiap 50 tahun atau lebih. Pemerhatian baru LIGO menunjukkan bahawa penggabungan bintang neutron berlaku lebih jarang, kira-kira sekali setiap 100,000 tahun. Jumlah unsur berat dalam sistem suria menunjukkan bahawa ia berasal dari a penggabungan bintang neutron berdekatan, kerana asal supernova akan menghasilkan lebih banyak bahan.
Dari sana, pasangan ini bergantung pada isotop individu untuk menentukan di mana dan kapan penggabungan bintang neutron tempatan sistem suria telah berlaku.
"Setiap isotop adalah jam randik bermula dari letupan," kata Marka. Dengan mengkaji berapa banyak isotop yang tersisa ketika bahan itu ditangkap, dia dapat menentukan usia perlanggaran yang menghujani sistem suria. "Hanya ada satu titik waktu ketika mereka semua setuju," katanya. Titik itu berlaku kira-kira 100 juta tahun sebelum sistem suria terbentuk, sekelip mata dalam skala masa astronomi. Pasukan itu juga mengira sejauh mana bintang bertabrakan, jarak 1.000 tahun cahaya, berdasarkan berapa banyak bahan yang berakhir di sistem suria.
Apa yang tidak dapat dipahami oleh tim adalah arah ke mana unsur-unsur berat ini memasuki kawasan kejiranan yang akan menjadi sistem suria kita, penemuan yang secara teorinya memungkinkan para saintis untuk menentukan sisa-sisa perlanggaran. Masalahnya ialah bahawa matahari tidak diam selama 4,5 miliar tahun sejak terbentuk; sebaliknya, ia berkeliling galaksi.
Sepanjang perjalanan, ia telah meninggalkan bintang-bintang yang terbentuk di dekatnya dalam kelompok yang sama, bintang yang telah lama diburu oleh ahli astronomi. Marka berharap suatu hari nanti, para astronom akan menemui bintang-bintang saudari itu dan sisa-sisa penggabungan bintang-neutron yang membentuk sistem suria.
Menurut Marka, penemuan baru itu dekat dengan rumah. "Orang-orang sebenarnya menangis," katanya, merujuk kepada anggota pasukannya.
Dia mengatakan bahawa dia berpendapat bahawa reaksi emosi yang kuat timbul kerana penggabungan bintang neutron ini bukan sekadar peristiwa yang berlaku di luar angkasa. Ini adalah salah satu yang menyumbang kepada setiap kita secara peribadi.
"Ini bukan esoterik, ini milik kita," kata Marka. "Bukan milik kita di galaksi tetapi milik kita di tata surya."
- Perlanggaran bintang Neutron mendedahkan asal emas, kata ahli astronomi
- Adakah lubang hitam menelan bintang neutron 900 juta tahun yang lalu?
- Pengesanan gelombang graviti pertama dari kemalangan bintang neutron menandakan era astronomi baru
