Die Darstellung eines Künstlers von Neutronensternen, die sich auf eine Kollision vorbereiten.
(Bild: © NASA / Goddard Space Flight Center)
Astronomen sind auf der Suche nach den Überresten der neutronen stern Kollision das gab der Erde ihre Edelmetalle.
Wenn nEutronensterne verschmelzen sie, spucken sie eine Fülle kurzlebiger Elemente in ihre Umgebung und diese Materialien werden Teil später entstehender Sonnensysteme. Jetzt versuchen Wissenschaftler, sich dem anzunähern Fusion, die unser Sonnensystem auslöste durch Verfolgung der Elemente, die vom ursprünglichen zerfallenden Material erzeugt werden. Sie glauben, dass die verantwortungsvolle Fusion 100 Millionen Jahre zuvor und 1.000 Lichtjahre vor der Geburt unseres Sonnensystems stattgefunden hat.
"Es war knapp", sagte der leitende Wissenschaftler des Projekts, Szabolcs Marka, Physiker an der Columbia University, gegenüber Space.com. "Wenn Sie in den Himmel schauen und eine 1000 Lichtjahre entfernte Neutronenstern-Fusion sehen, würde sie den gesamten Nachthimmel überstrahlen."
Marka und sein Kollege Imre Bartos, Astrophysiker an der Universität von Florida, verwendeten Meteoriten aus den Anfängen des Sonnensystems, um die Kollision aufzuspüren. Sie analysierten die Isotope - Aromen von Elementen mit unterschiedlicher Anzahl von Neutronen in ihren Atomen - in diesen Gesteinen.
Zunächst berechneten sie die Menge radioaktiver Isotope im frühen Sonnensystem; dann verglichen die Forscher ihre Messungen mit der Menge an Isotopen, die von produziert wurden Neutronenstern Fusionen. Marka präsentierte die Ergebnisse ihrer Forschung im Januar im Winter Treffen der American Astronomical Society in Honolulu.
"Unsere" Neutronenstern-Fusion
Die schweren Elemente des Universums wie Gold, Platin und Plutonium bilden sich, wenn Neutronen vorhandene Atome bombardieren. Während solcher Kollisionen, a Ein neutrales Neutron kann ein negativ geladenes Elektron emittierenein positiv geladenes Proton werden und die Identität des Atoms ändern.
Dieser Prozess, der als schnelles Einfangen von Neutronen bekannt ist, findet nur während der stärksten Explosionen wie Supernovae und Neutronen-Stern-Fusionen statt. Wissenschaftler diskutieren jedoch weiterhin, welches dieser extremen Ereignisse für den Großteil der schweren Elemente im Universum verantwortlich ist.
Also wandten sich Marka und Bartos an alte Meteoriten, um zu verstehen, welche Art von Ereignis es geben könnte säte das frühe Sonnensystem. In diesen Gesteinen des jungen Sonnensystems ist Material eingeschlossen, das aus einer Explosion hervorgegangen ist, und obwohl diese ursprünglichen Elemente radioaktiv waren und schnell zerfielen, hinterließen sie Signaturen ihrer früheren Präsenz.
Und wie die Laserinterferometer-Gravitationswellenobservatorium (LIGO) beginnt zu potenzielle Neutronen-Stern-Fusionen identifizierenWissenschaftler wenden ihre Beobachtungen an, um die wahrscheinlichsten Beiträge von Material zu identifizieren, das bei einer nahe gelegenen Fusion entstanden ist, was Marka "das Hexengebräu der Galaxie" nannte, das langsam zerfallende Material, das seinen Weg zum Sonnensystem fand.
Frühere Studien schätzten, dass etwa alle 50 Jahre eine Supernova in der Milchstraße auftritt. Die neuen Beobachtungen von LIGO legen nahe, dass Fusionen von Neutronensternen viel seltener auftreten, etwa alle 100.000 Jahre. Die Menge der schweren Elemente im Sonnensystem deutete darauf hin, dass sie von a stammten nahegelegene Neutronenstern-Fusion, da Supernova-Ursprünge mehr Material ergeben hätten.
Von dort aus stützte sich das Paar auf die einzelnen Isotope, um festzustellen, wo und wann die lokale Neutronen-Stern-Fusion des Sonnensystems stattgefunden hatte.
"Jedes Isotop ist eine Stoppuhr ab der Explosion", sagte Marka. Indem er untersuchte, wie viel von jedem Isotop übrig war, als das Material eingefangen wurde, konnte er das Alter der Kollision bestimmen, die das Sonnensystem überschüttete. "Es gibt nur einen Zeitpunkt, an dem sich alle einig sind", sagte er. Dieser Punkt ereignete sich ungefähr 100 Millionen Jahre vor dem Sonnensystem gebildet, ein Augenzwinkern in astronomischen Zeitskalen. Das Team berechnete auch, wie weit die Sterne entfernt kollidierten, eine Entfernung von 1.000 Lichtjahren, basierend darauf, wie viel Material im Sonnensystem landete.
Was das Team nicht herausfinden konnte, war die Richtung, in der diese schweren Elemente in die Nachbarschaft gelangten, die unser Sonnensystem werden sollte, eine Entdeckung, die es Wissenschaftlern theoretisch ermöglichen könnte, die Überreste der Kollision zu lokalisieren. Das Problem ist, dass die Sonne seit 4,5 Milliarden Jahren seit ihrer Entstehung nicht mehr still gesessen hat. Stattdessen ist es durch die Galaxie gereist.
Auf dem Weg hat es die Sterne zurückgelassen, die sich in derselben Gruppe in der Nähe gebildet haben, Sterne, die Astronomen lange vergeblich gejagt haben. Marka hofft, dass Astronomen eines Tages diese Schwestersterne und die Überreste der Neutronenstern-Fusion finden werden, die das Sonnensystem gebildet hat.
Laut Marka traf die neue Entdeckung in der Nähe von zu Hause. "Die Leute haben tatsächlich geweint", sagte er und bezog sich auf Mitglieder seines Teams.
Er sagte, er denke, dass eine starke emotionale Reaktion entstanden sei, weil diese Neutronen-Stern-Fusion nicht nur ein Ereignis im Weltraum war. Es war eines, das zu jedem von uns persönlich beigetragen hat.
"Das ist nicht esoterisch, es gehört uns", sagte Marka. "Nicht unsere in der Galaxie, sondern unsere im Sonnensystem."
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