Δυνατότητα δημιουργίας χρυσού από μαγνητάρια. Νέα έρευνα φωτίζει την κοσμική προέλευση βαρέων στοιχείων
Οι αστρονόμοι προσπαθούν εδώ και δεκαετίες να προσδιορίσουν τις κοσμικές προελεύσεις των βαρύτερων στοιχείων, όπως ο χρυσός.
Τώρα, νέα έρευνα που βασίζεται σε ένα σήμα που ανακαλύφθηκε σε δεδομένα από αρχειακές διαστημικές αποστολές, μπορεί να δείξει μια πιθανή ένδειξη: τα μαγνητάρια, ή τα εξαιρετικά μαγνητισμένα άστρα νετρονίων.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τα ελαφρύτερα στοιχεία, όπως το υδρογόνο και το ήλιο, και ακόμη και μια μικρή ποσότητα λιθίου, υπήρχαν πιθανότατα νωρίς μετά τη Μεγάλη Έκρηξη που δημιούργησε το σύμπαν πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια.
Στη συνέχεια, οι εκρήξεις αστεριών απελευθέρωσαν βαρύτερα στοιχεία όπως το σίδηρο, τα οποία ενσωματώθηκαν σε νεογέννητα άστρα και πλανήτες.
Ωστόσο, η κατανομή του χρυσού, που είναι βαρύτερος από το σίδηρο, σε όλο το σύμπαν παραμένει ένα μυστήριο για τους αστροφυσικούς.
Το ερώτημα
«Πρόκειται για ένα αρκετά θεμελιώδες ερώτημα όσον αφορά την προέλευση της σύνθετης ύλης στο σύμπαν», δήλωσε ο Anirudh Patel, πρώτος συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο The Astrophysical Journal Letters και διδακτορικός φοιτητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Κολούμπια στη Νέα Υόρκη, σε δήλωσή του. «Είναι ένα διασκεδαστικό παζλ που δεν έχει λυθεί ακόμα.»
Προηγουμένως, η κοσμική παραγωγή χρυσού είχε συσχετιστεί μόνο με συγκρούσεις άστρων νετρονίων.
Οι αστρονόμοι παρατήρησαν μια σύγκρουση μεταξύ δύο άστρων νετρονίων το 2017.
Η κατακλυσμιαία σύγκρουση απελευθέρωσε κυματισμούς στο χώρο-χρόνο, γνωστούς ως βαρυτικά κύματα, καθώς και φως από μια έκρηξη ακτίνων γάμμα.
Το γεγονός της σύγκρουσης, γνωστό ως κιλονόβα, δημιούργησε επίσης βαριά στοιχεία όπως ο χρυσός, η πλατίνα και ο μόλυβδος.
Οι κιλονόβες έχουν συγκριθεί με «εργοστάσια» χρυσού στο διάστημα.
Πιστεύεται ότι οι περισσότερες συγχωνεύσεις άστρων νετρονίων συνέβησαν μόνο τα τελευταία δισεκατομμύρια χρόνια, δήλωσε ο Eric Burns, συνεργάτης συγγραφέας της μελέτης, βοηθός καθηγητής και αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο Πολιτείας της Λουιζιάνα.
Αλλά τα προηγουμένως ακατανόητα δεδομένα 20 ετών από τα τηλεσκόπια της NASA και της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος υποδεικνύουν ότι οι φλόγες από τα μαγνητάρια που σχηματίστηκαν πολύ νωρίτερα — κατά τη διάρκεια της νεότητας του σύμπαντος — μπορεί να παρείχαν έναν άλλο τρόπο δημιουργίας χρυσού, είπε ο Burns.
Οι σεισμοί στους αστέρες
Τα άστρα νετρονίων είναι τα υπολείμματα των πυρήνων εκρηγνυμένων αστεριών και είναι τόσο πυκνά που 1 κουταλιά του γλυκού από το υλικό του άστρου θα ζύγιζε 1 δισεκατομμύριο τόνους στη Γη.
Τα μαγνητάρια είναι ένα εξαιρετικά φωτεινό είδος άστρου νετρονίων με εξαιρετικά ισχυρό μαγνητικό πεδίο.
Οι αστρονόμοι εξακολουθούν να προσπαθούν να κατανοήσουν ακριβώς πώς σχηματίζονται τα μαγνητάρια, αλλά θεωρούν ότι τα πρώτα μαγνητάρια εμφανίστηκαν πιθανότατα αμέσως μετά τα πρώτα άστρα, περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια μετά την αρχή του σύμπαντος, δηλαδή περίπου πριν από 13,6 δισεκατομμύρια χρόνια, είπε ο Burns.
Περιστασιακά, τα μαγνητάρια εκτοξεύουν μια βροντερή ακτινοβολία λόγω των «σεισμών των αστεριών».
Στη Γη, οι σεισμοί συμβαίνουν επειδή ο λιωμένος πυρήνας της Γης προκαλεί κίνηση στην κρούστα του πλανήτη, και όταν συγκεντρώνεται αρκετή πίεση, προκαλεί έντονη κίνηση, ή το έδαφος τρέμει κάτω από τα πόδια σας.
Οι σεισμοί των αστεριών είναι παρόμοιοι, είπε ο Burns.
Επιπτώσεις
Η ομάδα ερευνητών βρήκε αποδείξεις που υποδεικνύουν ότι ένα μαγνητάρι εκτοξεύει υλικό κατά τη διάρκεια μιας γιγαντιαίας φλόγας, αλλά δεν είχαν μια φυσική εξήγηση για την εκτόξευση της μάζας του άστρου, δήλωσε ο Patel.
Η ομάδα θεωρεί ότι οι φλόγες θερμαίνουν και εκτοξεύουν το υλικό της κρούστας σε υψηλές ταχύτητες, σύμφωνα με πρόσφατη έρευνα από αρκετούς συνεργάτες της νέας μελέτης, συμπεριλαμβανομένου του συμβούλου του Patel, Brian Metzger, καθηγητή φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Κολούμπια και ανώτερου ερευνητή στο Flatiron Institute στη Νέα Υόρκη.
Η έρευνα δείχνει ότι οι γιγαντιαίες φλόγες από τα μαγνητάρια θα μπορούσαν να ευθύνονται για έως και το 10% των στοιχείων βαρύτερων από το σίδηρο στον Γαλαξία μας, αλλά μια μελλοντική αποστολή θα μπορούσε να παράσχει μια πιο ακριβή εκτίμηση, είπε ο Patel.
Η αποστολή Compton Spectrometer and Imager (COSI) της NASA, που αναμένεται να εκτοξευτεί το 2027, θα μπορούσε να ερευνήσει τα ευρήματα της μελέτης.
Το τηλεσκόπιο ακτίνων γάμμα θα μπορούσε να βοηθήσει τους αστρονόμους να αναζητήσουν άλλες πιθανές πηγές βαρέων στοιχείων σε όλο το σύμπαν, πρόσθεσε ο Patel.
www.bankingnews.gr
Τώρα, νέα έρευνα που βασίζεται σε ένα σήμα που ανακαλύφθηκε σε δεδομένα από αρχειακές διαστημικές αποστολές, μπορεί να δείξει μια πιθανή ένδειξη: τα μαγνητάρια, ή τα εξαιρετικά μαγνητισμένα άστρα νετρονίων.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τα ελαφρύτερα στοιχεία, όπως το υδρογόνο και το ήλιο, και ακόμη και μια μικρή ποσότητα λιθίου, υπήρχαν πιθανότατα νωρίς μετά τη Μεγάλη Έκρηξη που δημιούργησε το σύμπαν πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια.
Στη συνέχεια, οι εκρήξεις αστεριών απελευθέρωσαν βαρύτερα στοιχεία όπως το σίδηρο, τα οποία ενσωματώθηκαν σε νεογέννητα άστρα και πλανήτες.
Ωστόσο, η κατανομή του χρυσού, που είναι βαρύτερος από το σίδηρο, σε όλο το σύμπαν παραμένει ένα μυστήριο για τους αστροφυσικούς.
Το ερώτημα
«Πρόκειται για ένα αρκετά θεμελιώδες ερώτημα όσον αφορά την προέλευση της σύνθετης ύλης στο σύμπαν», δήλωσε ο Anirudh Patel, πρώτος συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο The Astrophysical Journal Letters και διδακτορικός φοιτητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Κολούμπια στη Νέα Υόρκη, σε δήλωσή του. «Είναι ένα διασκεδαστικό παζλ που δεν έχει λυθεί ακόμα.»
Προηγουμένως, η κοσμική παραγωγή χρυσού είχε συσχετιστεί μόνο με συγκρούσεις άστρων νετρονίων.
Οι αστρονόμοι παρατήρησαν μια σύγκρουση μεταξύ δύο άστρων νετρονίων το 2017.
Η κατακλυσμιαία σύγκρουση απελευθέρωσε κυματισμούς στο χώρο-χρόνο, γνωστούς ως βαρυτικά κύματα, καθώς και φως από μια έκρηξη ακτίνων γάμμα.
Το γεγονός της σύγκρουσης, γνωστό ως κιλονόβα, δημιούργησε επίσης βαριά στοιχεία όπως ο χρυσός, η πλατίνα και ο μόλυβδος.
Οι κιλονόβες έχουν συγκριθεί με «εργοστάσια» χρυσού στο διάστημα.
Πιστεύεται ότι οι περισσότερες συγχωνεύσεις άστρων νετρονίων συνέβησαν μόνο τα τελευταία δισεκατομμύρια χρόνια, δήλωσε ο Eric Burns, συνεργάτης συγγραφέας της μελέτης, βοηθός καθηγητής και αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο Πολιτείας της Λουιζιάνα.
Αλλά τα προηγουμένως ακατανόητα δεδομένα 20 ετών από τα τηλεσκόπια της NASA και της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος υποδεικνύουν ότι οι φλόγες από τα μαγνητάρια που σχηματίστηκαν πολύ νωρίτερα — κατά τη διάρκεια της νεότητας του σύμπαντος — μπορεί να παρείχαν έναν άλλο τρόπο δημιουργίας χρυσού, είπε ο Burns.
Οι σεισμοί στους αστέρες
Τα άστρα νετρονίων είναι τα υπολείμματα των πυρήνων εκρηγνυμένων αστεριών και είναι τόσο πυκνά που 1 κουταλιά του γλυκού από το υλικό του άστρου θα ζύγιζε 1 δισεκατομμύριο τόνους στη Γη.
Τα μαγνητάρια είναι ένα εξαιρετικά φωτεινό είδος άστρου νετρονίων με εξαιρετικά ισχυρό μαγνητικό πεδίο.
Οι αστρονόμοι εξακολουθούν να προσπαθούν να κατανοήσουν ακριβώς πώς σχηματίζονται τα μαγνητάρια, αλλά θεωρούν ότι τα πρώτα μαγνητάρια εμφανίστηκαν πιθανότατα αμέσως μετά τα πρώτα άστρα, περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια μετά την αρχή του σύμπαντος, δηλαδή περίπου πριν από 13,6 δισεκατομμύρια χρόνια, είπε ο Burns.
Περιστασιακά, τα μαγνητάρια εκτοξεύουν μια βροντερή ακτινοβολία λόγω των «σεισμών των αστεριών».
Στη Γη, οι σεισμοί συμβαίνουν επειδή ο λιωμένος πυρήνας της Γης προκαλεί κίνηση στην κρούστα του πλανήτη, και όταν συγκεντρώνεται αρκετή πίεση, προκαλεί έντονη κίνηση, ή το έδαφος τρέμει κάτω από τα πόδια σας.
Οι σεισμοί των αστεριών είναι παρόμοιοι, είπε ο Burns.
Επιπτώσεις
Η ομάδα ερευνητών βρήκε αποδείξεις που υποδεικνύουν ότι ένα μαγνητάρι εκτοξεύει υλικό κατά τη διάρκεια μιας γιγαντιαίας φλόγας, αλλά δεν είχαν μια φυσική εξήγηση για την εκτόξευση της μάζας του άστρου, δήλωσε ο Patel.
Η ομάδα θεωρεί ότι οι φλόγες θερμαίνουν και εκτοξεύουν το υλικό της κρούστας σε υψηλές ταχύτητες, σύμφωνα με πρόσφατη έρευνα από αρκετούς συνεργάτες της νέας μελέτης, συμπεριλαμβανομένου του συμβούλου του Patel, Brian Metzger, καθηγητή φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Κολούμπια και ανώτερου ερευνητή στο Flatiron Institute στη Νέα Υόρκη.
Η έρευνα δείχνει ότι οι γιγαντιαίες φλόγες από τα μαγνητάρια θα μπορούσαν να ευθύνονται για έως και το 10% των στοιχείων βαρύτερων από το σίδηρο στον Γαλαξία μας, αλλά μια μελλοντική αποστολή θα μπορούσε να παράσχει μια πιο ακριβή εκτίμηση, είπε ο Patel.
Η αποστολή Compton Spectrometer and Imager (COSI) της NASA, που αναμένεται να εκτοξευτεί το 2027, θα μπορούσε να ερευνήσει τα ευρήματα της μελέτης.
Το τηλεσκόπιο ακτίνων γάμμα θα μπορούσε να βοηθήσει τους αστρονόμους να αναζητήσουν άλλες πιθανές πηγές βαρέων στοιχείων σε όλο το σύμπαν, πρόσθεσε ο Patel.
www.bankingnews.gr
Σχόλια αναγνωστών