На 3 юни на 3, 9 милиарда светлинни години се сблъскаха две невероятно плътни неутронни звезди - тела, които са около 1, 5 пъти по-големи от масата на Слънцето, но само с размерите на обикновените градове. Учените, изучаващи събитието, твърдят, че то решава трайна загадка за формирането на елементи в нашата Вселена.
"Това е много бърз, катастрофален, изключително енергичен тип експлозия", казва Едо Бергер, астроном от Харвард-Смитсонов център за астрофизика. Масивният сблъсък пусна мощна струя гама-лъчи в цялата Вселена. Светкавицата, продължила само две десети от секундата, бе вдигната от спътника на НАСА Суифт и изпрати астрономи, които се търкалят да събират данни.
През следващите няколко дни телескопите в Чили и космическият телескоп Хъбъл насочиха вниманието си към този космос. Днес Бергер и неговите колеги обявиха на пресконференция в Кеймбридж, Масачузетс, че техният анализ разкрива, че сблъсъците на неутронни звезди са отговорни за образуването на почти всички тежки елементи във Вселената - списък, който включва злато, живак, олово, платина и др. Повече ▼.
„Този въпрос откъде произлизат елементи като злато, съществува отдавна“, казва Бергер. Въпреки че много учени отдавна твърдят, че избухванията на свръхнови са източникът, той казва, че неговият екип - който включва Вен-фай Фонг и Райън Чорнок от отдела за астрономия в Харвард - има доказателства, че свръхновите не са необходими. Тези сблъсъци с неутронни звезди произвеждат всички елементи по-тежки от желязото, казва той, "и те го правят достатъчно ефективно, за да могат да отчитат цялото злато, което се произвежда във Вселената."
Такива сблъсъци се случват, когато двете звезди в двоична система отделно избухват като свръхнови и след това се сриват в себе си, оставяйки след себе си двойка плътно свързани неутронни звезди. Докато се кръжат помежду си, звездите постепенно се изтеглят от гравитационните сили, докато се сблъскат.
„Те са изключително плътни - по същество куршуми летят една срещу друга с около десет процента от скоростта на светлината“, казва Бергер. Полученият сблъсък обединява толкова много маса на едно място, че тя се срутва върху себе си, задействайки образуването на черна дупка. Малко количество материя обаче се изхвърля навън и в крайна сметка се включва в следващото поколение звезди и планети другаде в заобикалящата галактика. Отблизо наблюдение на този последен сблъсък с неутронна звезда разкри съдържанието на тази изхвърлена материя.
Тъй като се образува черната дупка, казва Бергер, тя пусна гама-изрив, кодиран като GRB (гама-лъч) 130603B. След броени минути инструментите в Чили потърсиха допълнителни доказателства за сблъсъка и откриха кратко „следсветление“ на видима светлина, генерирано от частиците, изхвърлени от експлозията, които се забиха в околната среда. Това предостави на астрономите точното местоположение и разстоянието на събитието и фактът, че сблъсъкът се случи сравнително близо - поне в астрономически план - даде надежда, че ще има възможност да се събират нови видове данни, които по-рано не са били налични.
На 12 юни телескопът Хъбъл, обучен на това място, откри отделно излъчване на инфрачервена светлина, сигнал, отделен от първата експлозия. Инфрачервеният подпис, казва Бергер, е резултат от радиоактивно разпадане на екзотични тежки елементи (като уран и плутоний), образувани по време на сблъсъка и изхвърлени навън. Поради начина, по който се образуват тежки елементи, трябва да се е образувало и злато. „Общото количество на произведените тежки елементи е около един процент от масата на слънцето“, отбелязва той. „Златото при това разпределение е около 10 части на милион, така че излиза около десет пъти по-голяма от масата на Луната само в злато.“
Тъй като екипът знае колко често се случват тези сблъсъци и вече може да заключи приблизително колко материал се генерира при всяко събитие, те могат да сравнят общото количество тежки елементи, получени при сблъсъци с неутронни звезди, с известното количество във Вселената. Заключението на екипа, което също беше публикувано днес в The Astrophysical Journal Letters, е, че тези събития са достатъчно обяснение за всички наши тежки елементи, включително златото. След като са създадени при този вид сблъсъци и изхвърлени навън, тежките елементи в крайна сметка се включват във формирането на бъдещи звезди и планети. Което означава, че цялото злато на Земята, дори златото във вашия сватбен пръстен, вероятно идва от сблъсъка на две далечни звезди.
Новата констатация също решава свързан въпрос: дали този конкретен вид излъчване на гама-лъчи - наречен изблик на „кратка продължителност“ - може да бъде окончателно свързан със сблъсъците на две неутронни звезди. „Събрахме доста косвени доказателства, които предполагат, че те идват от сблъсъка на две неутронни звезди, но наистина ни липсваше ясен подпис за пушене“, казва Бергер. „Това събитие предвижда за първи път оръжието за пушене.“
През следващите няколко години екипът на Харвард-Смитсониан и други ще продължат да търсят сблъсъци с неутронни звезди, за да могат да се събират и анализират допълнителни данни. Вече, обаче, че толкова рядко събитие (в Млечния път се случва веднъж приблизително на всеки 100 000 години) се случва на разстояние, достатъчно близко за подобни видове наблюдения, е доста случайно. „Прекарах последното десетилетие от живота си, опитвайки се да се справя с въпроса за изблиците на гама-лъчи, старателно събиране на доказателства и очакване за това едно голямо събитие“, казва Бергер. „Толкова е удовлетворяващо най-накрая да получим доказателства, които могат да ни кажат какво става по-окончателно.“
