Fizycy po raz pierwszy zarejestrowali znaczną ilość telluru po eksplozji w kosmosie

Para gwiazd neutronowych, które krążyły przez setki milionów lat, zbliżając się do siebie, w końcu zderzyła się, wywołując potężną eksplozję znaną jako kilonova. Podczas gdy proces ten nie jest niczym nowym dla naukowców, to, co nastąpiło po nim, było pierwszym, jakie kiedykolwiek zaobserwowano. Siła tej potężnej eksplozji doprowadziła do powstania rzadkich pierwiastków chemicznych, w tym tych, które są niezbędne do życia na Ziemi.

Stwierdzono to w badaniu opublikowanym w Nature. W marcu 2023 r. Andrew Levan, astrofizyk z Uniwersytetu Radboud, i jego koledzy zaobserwowali, jak kilonowa znajdująca się około miliarda lat świetlnych od Ziemi zmieniła się z jasnego wybuchu promieni gamma w stałą poświatę w podczerwieni.

Aby to zbadać, użyli instrumentu średniej podczerwieni (MIRI) należącego do NASA Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST). Dzięki temu byli w stanie zmierzyć widmo światła pochodzącego z chmury kosmicznych śmieci pozostawionych po eksplozji.

Gwiazdy neutronowe to wypalone rdzenie masywnych gwiazd, które pozostają po tym, jak gwiazda wypali całe swoje paliwo jądrowe i eksploduje w supernowej. W wyniku takiej eksplozji jądro gwiazdy zostaje zniszczone i upakowane tak ciasno, że atomy zostają rozbite na mniejsze cząstki zwane neutronami. W rezultacie powstają gwiazdy neutronowe, które są jednymi z najgęstszych obiektów we Wszechświecie. Tylko czarna dziura może konkurować z gęstością gwiazdy neutronowej.

Zderzenie dwóch tak gęstych gwiazd neutronowych powoduje epicką eksplozję. Jednak kilonowa zaobserwowana przez naukowców była tak potężna, że emitowała promienie gamma w przestrzeń kosmiczną przez ponad trzy minuty, chociaż proces ten zwykle trwa kilka sekund. Podejrzewają, że mogło to być coś jeszcze bardziej imponującego. Na przykład zderzenie gwiazdy neutronowej z czarną dziurą lub połączenie dwóch gwiazd neutronowych w nową hipermasywną gwiazdę neutronową.

Siła eksplozji nie była najciekawszą rzeczą, jaką zobaczyli naukowcy. Jeszcze bardziej zaskoczył ich chemiczny ślad pozostawiony przez eksplozję. Okazało się, że kilonowa sprowokowała pojawienie się w kosmosie rzadkich i niezwykle ważnych pierwiastków.

"Wszystkie neutrony w gwieździe neutronowej są wyrzucane i łapane przez atomy, tworząc zestaw niestabilnych pierwiastków. Rozpadają się, tworząc stabilne pierwiastki" - powiedział Levan w wywiadzie dla Inverse.

W ten sposób naukowcy zauważyli, że powstał tellur, a także jod, minerał, bez którego ssaki (a tym samym ludzie) nie mogą żyć. Chemicy wcześniej podejrzewali, że tellur powstaje, gdy atomy wychwytują zbłąkane neutrony, ale nikt nie był pewien, jakiego rodzaju kosmiczne wydarzenie stworzyłoby odpowiednie warunki dla tego procesu.

"Po raz pierwszy zaobserwowaliśmy powstanie znacznej ilości (telluru) i pomaga to wypełnić lukę między tym, co widzimy w otaczającym nas świecie, a tym, co wiemy, że wszechświat może nam dać" - wyjaśnił współautor badania Benjamin Gompertz, astrofizyk z University of Birmingham.

Jod jest ważnym składnikiem hormonu tarczycy, który kontroluje metabolizm w organizmie. Wiedza o tym, skąd wziął się na naszej planecie miliardy lat temu, jest kolejną częścią historii powstania i ewolucji życia na Ziemi.

Tellur, z drugiej strony, jest bardzo dziwnym metalem, który jest używany w niektórych panelach słonecznych i innych technologiach. Jest on stosunkowo rzadki na Ziemi, ponieważ ma tendencję do łączenia się z wodorem i parowania w przestrzeni kosmicznej. W przeciwieństwie do jodu, tellur jest trujący dla ludzkiego organizmu, ale prawdopodobnie odgrywa rolę w formowaniu się planet.

Wcześniej OBOZ.UA informował, że zderzenie dwóch gwiazd neutronowych i eksplozja kilonowej byłyby niszczycielskie dla naszej planety.

Subskrybuj OBOZ.UA na Telegramie i Viberze, aby być na bieżąco z najnowszymi wydarzeniami.