Изображение художника нейтронных звезд, готовящихся к столкновению.
(Изображение: © NASA / Центр космических полетов Годдарда)
Астрономы охотятся за остатками Коллизия нейтронной звезды который дал Земле свои драгоценные металлы.
Когда нэвтронные звезды слиться, они извергают множество недолговечных элементов в свое окружение, и эти материалы становятся частью формирующихся позже солнечных систем. Сейчас ученые пытаются приблизиться к слияние, которое посеяло нашу солнечную систему путем отслеживания элементов, произведенных исходным разлагающимся материалом. В результате этой работы они считают, что ответственное слияние произошло за 100 миллионов лет до нашей эры и за 1000 световых лет от рождения нашей солнечной системы.
«Это было близко», - сказал Space.com ведущий ученый проекта Сабольч Марка, физик из Колумбийского университета. «Если вы посмотрите на небо и увидите слияние нейтронной звезды на расстоянии 1000 световых лет от нас, оно затмит все ночное небо».
Марка и его коллега Имре Бартос, астрофизик из Университета Флориды, использовали метеориты с рассвета Солнечной системы, чтобы отследить столкновение. Они проанализировали изотопы - ароматы элементов с различным количеством нейтронов в их атомах - в этих породах.
Во-первых, они рассчитали количество радиоактивных изотопов в ранней солнечной системе; Затем исследователи сравнили свои измерения с количеством изотопов, произведенных нейтронно-звезда слияния. Марка представила результаты своих исследований в январе на зиму встреча Американского астрономического общества в Гонолулу.
«Наши» слияния нейтронных звезд
Тяжелые элементы Вселенной, такие как золото, платина и плутоний, образуются, когда нейтроны бомбардируют существующие атомы. Во время таких столкновений нейтральный нейтрон может испускать отрицательно заряженный электронпревращаясь в положительно заряженный протон и изменяя идентичность атома.
Этот процесс, известный как быстрый захват нейтронов, происходит только во время самых мощных взрывов, таких как сверхновые и слияния нейтронных звезд. Но ученые продолжают спорить о том, какое из этих экстремальных явлений является причиной основной массы тяжелых элементов во вселенной.
Поэтому Марка и Бартос обратились к древним метеоритам, чтобы понять, какой тип события может иметь посеял раннюю солнечную систему, Внутри этих камней из молодой солнечной системы заперт материал, извергнутый взрывом, и хотя эти первоначальные элементы были радиоактивными и быстро распадающимися, они оставили после себя подписи своего прошлого присутствия.
И как Лазерный интерферометр Гравитационно-волновая обсерватория (ЛИГО) начинает определить потенциальные слияния нейтронных звездученые применяют его наблюдения, чтобы помочь идентифицировать наиболее вероятные источники материала, образовавшегося в результате близлежащего слияния, которое Марка назвал «колдовским напитком галактики», медленно разлагающимся материалом, попавшим в солнечную систему.
Предыдущие исследования показали, что сверхновая возникает в Млечном Пути раз в 50 лет или около того. Новые наблюдения LIGO показывают, что слияния нейтронных звезд происходят гораздо реже, примерно раз в 100 000 лет. Количество тяжелых элементов в солнечной системе свидетельствует о том, что они пришли из соседнее слияние нейтронных звезд, поскольку происхождение сверхновой давало бы больше материала.
Оттуда пара опиралась на отдельные изотопы, чтобы определить, где и когда произошло локальное слияние нейтронных звезд в солнечной системе.
«Каждый изотоп - это секундомер, начинающийся со взрыва», - сказала Марка. Изучив, сколько каждого изотопа осталось, когда материал был захвачен, он смог определить возраст столкновения, которое осветило Солнечную систему. «Есть только один момент времени, когда они все согласны», - сказал он. Этот момент произошел примерно за 100 миллионов лет до сформировалась солнечная системаМигает в астрономических временных масштабах. Команда также рассчитала, как далеко сошлись звезды, расстояние в 1000 световых лет, основываясь на том, сколько материала попало в Солнечную систему.
То, что команда не смогла выяснить, было направление, в котором эти тяжелые элементы вошли в окрестности, которая станет нашей солнечной системой, открытие, которое теоретически может позволить ученым точно определить остатки столкновения. Проблема в том, что солнце не сидело на месте в течение 4,5 миллиардов лет с момента его образования; вместо этого он путешествовал по галактике.
По пути он оставил позади звезды, которые сформировались около этого в том же самом скоплении, звезды, на которые астрономы долго охотились напрасно. Марка надеется, что однажды астрономы найдут те сестринские звезды и остатки слияния нейтронных звезд, которые сформировали Солнечную систему.
По словам Марки, новое открытие попало недалеко от дома. «Люди на самом деле плакали», - сказал он, обращаясь к членам своей команды.
Он сказал, что считает, что сильная эмоциональная реакция возникла потому, что это слияние нейтронных звезд было не просто событием, произошедшим в космосе. Это был тот, который способствовал каждому из нас, лично.
«Это не эзотерика, это наша», - сказала Марка. «Не наши в галактике, а наши в Солнечной системе».
- Астрономы говорят, что столкновение нейтронных звезд показывает происхождение золота
- Черная дыра поглотила нейтронную звезду 900 миллионов лет назад?
- Первое обнаружение гравитационных волн от столкновения нейтронной звезды знаменует новую эру астрономии
