Dua bintang neutron menghancurkan dan mengguncang alam semesta, mencetuskan letupan epik yang disebut "kilonova" yang meludahkan banyak bahan ultrahot, ke dalam ruang. Sekarang, ahli astronomi telah melaporkan bukti yang paling konklusif lagi bahawa selepas letupan itu elemen elemen hilang yang dapat membantu menjelaskan beberapa kimia yang mengelirukan alam semesta.
Ketika itu berjabat - riak di fabrik ruang masa, disebut gelombang graviti - mencapai Bumi pada tahun 2017, ia mengetepikan pengesan gelombang graviti dan menjadi perlanggaran bintang neutron pertama yang pernah dikesan Segera, teleskop di seluruh dunia berputar ke sekitar mengkaji cahaya kilonova yang dihasilkan. Sekarang, data dari teleskop tersebut telah menunjukkan bukti kukuh strontium berputar dalam perkara yang diusir, unsur berat dengan sejarah kosmik yang sukar untuk diterangkan memandangkan semua ahli astronomi mengetahui tentang alam semesta.
Bumi dan ruang dipenuhi dengan unsur kimia pelbagai jenis. Ada yang mudah dijelaskan; hidrogen, yang terbentuk dalam bentuk paling sederhana hanya satu proton, wujud selepas Big Bang sebagai zarah subatomik mula terbentuk. Helium, dengan dua proton, juga mudah dijelaskan. Matahari kita menghasilkannya sepanjang masa, menghancurkan atom-atom hidrogen melalui peleburan nuklear di perutnya yang panas dan padat. Tetapi unsur yang lebih berat seperti strontium lebih sukar dijelaskan. Untuk masa yang lama, ahli fizik menganggap unsur-unsur besar yang terbentuk ini terbentuk semasa supernovas - seperti kilonova tetapi pada skala yang lebih kecil dan akibat daripada letupan bintang besar di hujung nyawa mereka. Tetapi ia menjadi jelas bahawa supernovas sahaja tidak dapat menjelaskan berapa banyak unsur berat di luar sana di alam semesta.
Strontium muncul selepas perlanggaran bintang neutron yang pertama dikesan ini dapat membantu mengesahkan teori alternatif, bahawa perlanggaran antara objek yang lebih kecil, ultradensinya sebenarnya menghasilkan kebanyakan elemen berat yang kita temukan di Bumi.
Fizik tidak memerlukan penggabungan supernova atau bintang neutron untuk menjelaskan setiap atom chunky di sekelilingnya. Matahari kita agak muda dan ringan, jadi kebanyakannya membuang hidrogen ke dalam helium. Tetapi yang lebih besar, bintang-bintang yang lebih tua boleh memecahkan elemen berat seperti besi dengan 26 protonnya, menurut NASA. Walau bagaimanapun tiada bintang yang cukup panas atau padat sebelum momen terakhir hidupnya menghasilkan sebarang unsur antara 27-proton kobalt dan 92-proton uranium.
Namun, kita mendapati unsur-unsur yang lebih berat di Bumi sepanjang masa, seperti sepasang fizik yang dicatatkan dalam artikel 2018 yang diterbitkan dalam jurnal Nature. Oleh itu, misteri itu.
Sekitar separuh unsur-unsur tambahan berat, termasuk strontium, dibentuk melalui proses yang dipanggil "menangkap neutron pesat," atau "proses r" - satu siri reaksi nuklear yang berlaku di bawah keadaan yang melampau dan boleh membentuk atom dengan nukleus padat dimuat dengan proton dan neutron. Tetapi para saintis masih belum mengetahui apa sistem di alam semesta cukup melampau untuk menghasilkan unsur r-proses semata-mata yang dilihat di dunia kita.
Ada yang mencadangkan supernova adalah penyebabnya. "Sehingga baru-baru ini, astrofizik berhati-hati mendakwa bahawa isotop yang terbentuk dalam proses r-proses berasal dari supernovae runtuh teras," penulis Nature menulis pada 2018.
Inilah caranya gagasan supernova akan berfungsi: Mengejutkan, bintang-bintang yang mati membuat suhu dan tekanan melebihi apa yang mereka hasilkan dalam kehidupan, dan meludahkan bahan-bahan yang kompleks ke dalam alam semesta secara terang-terangan, kilauan kekerasan. Ini sebahagian daripada ceritanya yang dikatakan Carl Sagan pada tahun 1980-an, ketika dia berkata bahawa kita semua terbuat dari "bintang bintang."
Kerja-kerja teoritis terkini, menurut penulis artikel Alam 2018 itu, telah menunjukkan bahawa supernovas mungkin tidak menghasilkan bahan-bahan proses yang cukup untuk menerangkan keunggulan mereka di alam semesta.
Masukkan bintang neutron. Mayat superdense yang ditinggalkan setelah beberapa supernovas (hanya dilepaskan oleh lubang hitam dalam jisim per inci padu) adalah kecil dalam istilah-istilah yang cemerlang, dekat dengan bandar-bandar Amerika. Tetapi mereka boleh melebihi bintang bersaiz penuh. Apabila mereka bersembunyi bersama, ledakan yang terhasil mengguncang kain ruang masa yang lebih intensif daripada apa-apa kejadian selain berlanggar lubang hitam.
Dan dalam penggabungan yang marah ini, para ahli astronomi telah mula mengesyaki, elemen r-proses yang cukup dapat membentuk untuk menjelaskan nombor mereka.
Kajian awal cahaya dari perlanggaran 2017 mencadangkan teori ini betul. Para astronom melihat bukti untuk emas dan uranium dalam cara cahaya ditapis melalui bahan dari letupan, seperti Live Science melaporkan pada masa itu, tetapi data masih kabur.
Satu kertas baru yang diterbitkan semalam (23 Okt) dalam jurnal Nature menawarkan pengesahan yang kukuh namun laporan awal itu.
"Kami benar-benar datang dengan idea bahawa kami mungkin melihat strontium dengan cepat selepas peristiwa ini, tetapi menunjukkan bahawa ini menunjukkan bahawa kes itu ternyata sangat sukar," kata penulis kajian Jonatan Selsing, seorang ahli astronomi di University of Copenhagen, dalam satu kenyataan.
Ahli astronomi tidak pasti pada masa itu apa unsur-unsur berat dalam ruang kelihatan seperti. Tetapi mereka telah menganalisis semula data 2017. Dan kali ini, memberi lebih banyak masa untuk mengatasi masalah tersebut, mereka mendapati "ciri yang kuat" dalam cahaya yang berasal dari kilonova yang menunjukkan hak pada strontium - suatu tandatangan proses r dan bukti bahawa unsur-unsur lain mungkin terbentuk di sana Baiklah, mereka menulis di dalam kertas mereka.
Dari masa ke masa, beberapa bahan dari kilonova itu mungkin akan masuk ke dalam galaksi, dan mungkin menjadi sebahagian daripada bintang atau planet lain, kata mereka. Mungkin, pada akhirnya, ia akan membawa ahli fizik asing masa depan untuk melihat ke langit dan bertanya-tanya di mana semua benda berat di dunia ini datang.
