Dvojica astronoma misle da su odredili drevni zvjezdani sudar koji je našem Sunčevom sustavu dao predmemoriju dragocjenog zlata i platine - neke od njih, uostalom.
U novoj studiji objavljenoj 1. svibnja u časopisu Nature, dvojac je analizirao ostatke radioaktivnih izotopa ili verzije molekula s različitim brojem neutrona, u vrlo starom meteoritu. Zatim su usporedili te vrijednosti s omjerima izotopa proizvedenim računalnom simulacijom spajanja neutronskih zvijezda - kataklizmičnih zvjezdanih sudara koji mogu uzrokovati pukotine u tkivu prostora i vremena.
Istraživači su otkrili da je jedan jedini sudar sa neutronskim zvijezdama, započinjući oko 100 milijuna godina prije nego što se naš Sunčev sustav formirao i nalazio se na 1000 svjetlosnih godina, možda pružio našem kozmičkom susjedstvu mnoge elemente teže od željeza, koji ima 26 protona. To uključuje oko 70% atoma kurija našeg ranog Sunčevog sustava i 40% njegovih atoma plutonija, plus mnogo milijuna funti dragocjenih metala poput zlata i platine. Sve u svemu, ovaj pad drevne zvijezde možda je dao našem Sunčevom sustavu 0,3% svih teških elemenata, otkrili su istraživači - i neke od njih nosimo sa sobom svaki dan.
Dodao je da, ako nosite vjenčani prsten od zlata ili platine, također nosite djelić eksplozivne kozmičke prošlosti. "Oko 10 miligrama vjerovatno se stvorilo prije 4,6 milijardi godina", rekao je Bartos.
Zlato je u njima od zvijezda thar
Kako zvijezda pravi vjenčani prsten? Potrebna je epska kozmička eksplozija (i nekoliko milijardi godina strpljenja).
Elementi poput plutonija, zlata, platine i drugih težih od željeza stvoreni su u procesu koji se zove brzo hvatanje neutrona (koji se naziva i r-proces), u kojem se atomsko jezgro brzo zasmeta na gomilu slobodnih neutrona prije nego što jezgro ima vremena radioaktivno propada. Taj se proces događa samo kao rezultat najekstremnijih događaja u svemiru - u zvjezdanim eksplozijama koje se nazivaju supernova ili sudarajuće neutronske zvijezde - ali znanstvenici se ne slažu oko toga koja je od te dvije pojave uglavnom odgovorna za proizvodnju teških elemenata u svemiru.
U svojoj novoj studiji Bartos i njegov kolega Szabolcs Marka (sa Sveučilišta Columbia u New Yorku) iznose argument da su neutronske zvijezde pretežni izvor teških elemenata u Sunčevom sustavu. Da bi to učinili, uspoređivali su radioaktivne elemente sačuvane u drevnom meteoritu s numeričkim simulacijama spajanja neutronskih zvijezda u različitim točkama u prostoru-vremenu oko Mliječnog puta.
"Meteor je sadržavao ostatak radioaktivnih izotopa proizvedenih spajanjem neutronskih zvijezda", rekao je Bartos u e-poruci Live Science. "Iako su propadali davno, mogli bi ih upotrijebiti za rekonstrukciju količine izvornog radioaktivnog izotopa u vrijeme formiranja Sunčevog sustava."
Dotični meteorit sadržavao je raspadane izotope atoma plutonija, urana i kurija, koje su autori studije iz 2016. godine u časopisu Science Advances iskoristili za procjenu količine tih elemenata prisutnih u ranom Sunčevom sustavu. Bartos i Marka uključili su te vrijednosti u računalni model kako bi shvatili koliko će se spajanja neutronskih zvijezda trebati da se solarni sustav ispuni točnim količinama tih elemenata.
Povremena kataklizma
Ispada da bi spajanje jedne neutronske zvijezde učinilo trik, ako bi se dogodilo dovoljno blizu našeg Sunčevog sustava - u roku od 1.000 svjetlosnih godina, odnosno oko 1% promjera Mliječnog puta.
Smatra se da su spajanja neutronskih zvijezda prilično rijetka u našoj galaksiji i da se javljaju samo nekoliko puta svakih milijun godina, napisali su istraživači. Supernove su, s druge strane, mnogo češće; prema studiji Europske svemirske agencije iz 2006. godine, ogromna zvijezda eksplodira u našoj galaksiji jednom svakih 50 godina.
Ta stopa supernove je previsoka da bi se objasnile razine teških elemenata uočenih u ranim meteorima Sunčevog sustava, zaključili su Bartos i Marka, isključujući ih kao vjerojatni izvor tih elemenata. Međutim, spajanje neutronske zvijezde u blizini savršeno se uklapa u priču.
Prema Bartosu, ovi rezultati "bacaju jarko svjetlo" na eksplozivne događaje koji su pomogli da naš sunčev sustav postane takav.
