To astronomer tror de har identifisert den eldgamle stjernekollisjonen som ga solsystemet vårt sin cache av edelt gull og platina - noe av det, uansett.
I en ny studie publisert 1. mai i tidsskriftet Nature, analyserte duoen restene av radioaktive isotoper, eller versjoner av molekyler med forskjellige antall nøytroner, i en veldig gammel meteoritt. Deretter sammenlignet de disse verdiene med isotopforhold som ble produsert ved en datasimulering av nøytronstjernefusjoner - kataklysmiske stjernekollisjoner som kan forårsake krusninger i stoffet i rom-tid.
Forskerne fant at en enkelt nøytronstjernekollisjon, som startet omtrent 100 millioner år før solsystemet vårt dannet seg og befinner seg 1000 lysår unna, kan ha gitt vårt kosmiske nabolag mange av elementene tyngre enn jern, som har 26 protoner. Dette inkluderer rundt 70% av det tidlige solsystemets curiumatomer og 40% av plutoniumatomer, pluss mange millioner kilo edle metaller som gull og platina. Totalt kan dette enkle antikke stjernekrasjet ha gitt solsystemet vårt 0,3% av alle tunge elementer, fant forskerne - og vi har noen av dem med oss hver dag.
Han la til at hvis du har på deg en gifteringsring av gull eller platina, har du også på deg litt av den eksplosive kosmiske fortiden. "Rundt 10 milligram av det dannet sannsynligvis 4,6 milliarder år siden," sa Bartos.
Det er gull i de stjernene
Hvordan lager en stjerne en giftering? Det tar en episk kosmisk eksplosjon (og noen få milliarder år med tålmodighet).
Elementer som plutonium, gull, platina og andre som er tyngre enn jern, skapes i en prosess som kalles rask nøytronfangst (også kalt r-prosessen), der en atomkjerne raskt glir over til en haug med frie nøytroner før kjernen har tid til å radioaktivt forfall. Denne prosessen skjer bare som et resultat av universets mest ekstreme hendelser - i stjerneksplosjoner kalt supernovaer eller kolliderende nøytronstjerner - men forskere er uenige om hvilket av disse to fenomenene som er hovedansvarlig for produksjonen av tunge elementer i universet.
I sin nye undersøkelse argumenterer Bartos og kollegaen Szabolcs Marka (ved Columbia University i New York) for at nøytronstjerner er den dominerende kilden til tunge elementer i solsystemet. For å gjøre det, sammenlignet de radioaktive elementer bevart i en eldgammel meteoritt med numeriske simuleringer av nøytronstjernefusjoner på forskjellige punkter i romtid rundt Melkeveien.
"Meteoren inneholdt restene av radioaktive isotoper produsert av nøytronstjernefusjoner," sa Bartos til Live Science i en e-post. "Mens de forfalt for lenge siden, kunne de brukes til å rekonstruere mengden av den originale radioaktive isotopen på det tidspunktet da solsystemet ble dannet."
Meteoritten i spørsmålet inneholdt forfalne isotoper av plutonium, uran og curiumatomer, som forfatterne av en studie fra 2016 i tidsskriftet Science Advances brukte til å estimere mengdene av disse elementene som er til stede i det tidlige solsystemet. Bartos og Marka koblet disse verdiene til en datamodell for å finne ut hvor mange nøytronstjernefusjoner det ville ta for å fylle solsystemet med de riktige mengdene av disse elementene.
En tilfeldig katastrofe
Det viser seg at en enkelt nøytronstjernefusjon ville gjøre susen, hvis den skjedde nær nok til solsystemet vårt - i løpet av 1000 lysår, eller omtrent 1% av diameteren til Melkeveien.
Neutronstjernefusjoner antas å være ganske sjeldne i galaksen vår, og forekommer bare noen få ganger hvert million år, skrev forskerne. Supernovas er derimot mye vanligere; ifølge en studie fra 2006 fra European Space Agency, eksploderer en massiv stjerne i galaksen vår hvert 50. år.
Bartn og Marka konkluderte med at supernova-hastigheten er for høy til å redegjøre for nivåene av tunge elementer som ble observert i tidlige solsystem-meteorer, og utelukket dem som den sannsynlige kilden til disse elementene. En enkelt nøytronstjernesammenslåing i nærheten passer imidlertid perfekt til historien.
I følge Bartos "kaster disse resultatene" lys over de eksplosive hendelsene som bidro til å gjøre solsystemet vårt til det det er.
