Június 3-án, 3, 9 milliárd fényév távolságra két hihetetlenül sűrű neutroncsillag - test, amelynek mindegyike a nap tömegének körülbelül 1, 5-szerese, de éppen puszta városok méretű - ütköztek egymáshoz. Az eseményt tanulmányozó tudósok szerint ez megold egy tartós rejtélyt az univerzum elemeinek kialakulásáról.
"Ez egy nagyon gyors, katasztrofális, rendkívül energikus robbanás" - mondta Edo Berger, a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ csillagásza. A hatalmas ütközés egy erőteljes gamma-sugarakat adott ki az egész világegyetemben. A másodperc mindössze kéttized részét eltartó villanást a NASA Swift műholdja felvette, és csillagászok küldték az adatok gyűjtését.
Az elkövetkező néhány napban a chilei távcsövek és a Hubble űrtávcsövek felhívták a figyelmüket az űr e régiójára. Ma, Berger és munkatársai a massachusettsi cambridge-i sajtótájékoztatón bejelentették, hogy elemzéseik azt mutatják, hogy a neutroncsillagok ütközéséért felelős az univerzum gyakorlatilag az összes nehéz elem kialakulása - ez egy lista, amely tartalmazza az aranyat, a higanyt, az ólmot, a platint és több.
„Ez a kérdés, hogy honnan származnak olyan elemek, mint az arany, már régóta fennáll” - mondja Berger. Bár sok tudós régóta azt állította, hogy a szupernóva robbanások okozzák a forrást, azt állítja, hogy csapata - amelybe Wen-fai Fong és Ryan Chornock tartozik a Harvard csillagászati osztályából - bizonyítékot szolgáltat arra, hogy a szupernóvák nem szükségesek. Ezek a neutroncsillagok az összes elemet nehezebbé teszik, mint a vas, mondja: "és elég hatékonyan csinálják, hogy képesek legyenek elszámolni az univerzumban előállított összes aranyat".
Ilyen ütközések akkor fordulnak elő, amikor a bináris rendszerben mindkét csillag külön-külön felrobban, mint szupernóva, majd összeomlik önmagukban, és szorosan kötődő neutroncsillagokat hagy maga mögött. Amint körbekerülnek, a csillagokat fokozatosan vonják össze a gravitációs erők, amíg össze nem ütköznek.
"Rendkívül sűrűek - lényegében a golyók repülnek egymással körülbelül tíz százalékos fénysebességgel" - mondja Berger. Az így létrejövő ütközés annyi tömeget gyűjt össze egy helyen, hogy önmagában összeomlik, és ezzel egy fekete lyuk alakul ki. Egy kis mennyiségű anyag azonban kiszabadul, és végül beépül a csillagok és a bolygók következő generációjába a környező galaxis más részein. A legutóbbi neutroncsillagok szoros megfigyelése felfedte a kidobott anyag tartalmát.
Ahogy a fekete lyuk kialakult, mondja Berger, hogy kiadott egy gammasugár-sorozatot, amelynek kódja GRB (gamma-ray burst) 130603B. Perceken belül a chilei műszerek további bizonyítékokat keresték az ütközésről, és a látható fény rövid „utánvilágítását” fedezték fel, amelyet a robbanásból kiszabadult részecskék generáltak, amelyek behatolnak a környező környezetbe. Ez megadta a csillagászoknak az esemény pontos helyét és távolságát, és az a tény, hogy az ütközés viszonylag közel állt - legalább csillagászati szempontból - felvette a reményt, hogy lehetősége nyílik új típusú adatok gyűjtésére, amelyek korábban nem voltak elérhetők.
Június 12-én az ezen a helyen kiképzett Hubble távcső észlelt egy különálló infravörös sugárzást, az első robbanástól elkülönülő jelet. Az infravörös jel, Berger szerint, az ütközés során képződött és kifelé ürített egzotikus nehéz elemek (például urán és plutónium) radioaktív bomlásából származik. A nehéz elemek kialakulása miatt az aranynak is kialakulnia kell. "Ezeknek a nehéz elemeknek a teljes mennyisége a nap tömegének körülbelül egy százalékát tette ki" - jegyzi meg. "Az arany ebben az eloszlásban körülbelül 10 milliárd részből áll - tehát csak a hold tömegének tízszeresére kerül ki, csak aranyban."
Mivel a csapat tudja, hogy milyen gyakran fordulnak elő ezek az ütközések, és most nagyjából le tudja következtetni, mennyi anyag keletkezik minden eseménynél, így összehasonlíthatják a neutroncsillagok ütközései során előállított nehéz elemek teljes mennyiségét az univerzumban ismert mennyiséggel. A csapat következtetése, amelyet ma az Astrophysical Journal Letters- ben is megjelent, az, hogy ezek az események megfelelő magyarázatot jelentenek minden nehéz elemünkre, beleértve az aranyat is. Miután létrehozták az ilyen ütközésekben, és kifelé dobták, a nehéz elemeket beépítik a jövőbeli csillagok és bolygók kialakulásához. Ami azt jelenti, hogy a Földön az összes arany, még az esküvői gyűrű aranyán is, valószínűleg két távoli csillag ütközéséből származik.
Az új megállapítás egy kapcsolódó kérdést is megolda: Vajon a gamma-sugárzásnak ez a fajta típusa, amelyet „rövid időtartamú” robbanásnak nevezünk, határozhatóan összekapcsolható-e két neutroncsillag ütközésével. "Nagyon sok közvetett bizonyítékot gyűjtöttünk arra vonatkozóan, hogy azok két neutroncsillag ütközéséből származnak, de valóban hiányzott egyértelmű" dohányzó pisztoly "aláírása" - mondja Berger. "Ez az esemény először biztosítja a" dohányzó fegyvert "."
Az elkövetkező néhány évben a Harvard-Smithsonian csapat és mások tovább folytatják a neutroncsillagok keresését, így további adatok gyűjthetők és elemezhetők. Máris, bár ilyen ritka esemény (a Tejútban kb. 100 000 évben egyszer fordul elő) olyan távolságban fordul elő, hogy az ilyen jellegű megfigyelések ilyen meglehetősen felelõsek. "Életem utolsó évtizedében próbáltam megoldani a gamma-sugárzás problémáit, lelkiismeretesen gyűjtöttem a bizonyítékokat és vártam egy nagy eseményre" - mondja Berger. "Nagyon örülök, ha végre megkapjuk azokat a bizonyítékokat, amelyek megmutathatják nekünk, mi folyik egy határozottabb módon."
