Два астрономи вважають, що вони визначили давнє зіркове зіткнення, яке надало нашій Сонячній системі кеш із дорогоцінного золота та платини - все-таки дещо.
У новому дослідженні, опублікованому 1 травня в журналі Nature, дует проаналізував залишки радіоактивних ізотопів або версії молекул з різною кількістю нейтронів у дуже старому метеориті. Потім вони порівнювали ці значення з коефіцієнтами ізотопів, отриманими в результаті комп'ютерного моделювання злиття нейтронних зірок - катаклізматичних зіркових зіткнень, які можуть викликати пульсації в тканині простору-часу.
Дослідники виявили, що одиничне зіткнення нейтронної зірки, починаючи приблизно за 100 мільйонів років до того, як наша Сонячна система утворилася і розташована далеко за 1000 світлових років, може забезпечити наше космічне сусідство багатьма елементами важчими за залізо, яке має 26 протонів. Сюди входить близько 70% атомів курію нашої сонячної системи та 40% атомів плутонію, а також багато мільйонів фунтів дорогоцінних металів, таких як золото та платина. Загалом, цей крах давньої зірки, можливо, дав нашій Сонячній системі 0,3% від усіх її важких елементів, виявили дослідники, - і ми щодня переносимо їх з собою.
Він додав, що якщо ви носите золоте або платинове обручку, ви також носите трохи вибухового космічного минулого. "Близько 10 міліграмів він, ймовірно, утворився 4,6 мільярда років тому", - сказав Бартос.
Золото в них зірок тар
Як зірка робить обручку? Це потребує епічного космічного вибуху (і кілька мільярдів років терпіння).
Такі елементи, як плутоній, золото, платина та інші важчі заліза, створюються в процесі, який називається швидким захопленням нейтронів (також званий r-процесом), при якому атомне ядро швидко притупляється до купи вільних нейтронів, перш ніж ядро встигне радіоактивно розпадаються. Цей процес відбувається лише в результаті найекстремальніших подій у Всесвіті - у зоряних вибухах, званих надновими або зіткненнями нейтронних зірок, - але вчені не погоджуються щодо того, яке з цих двох явищ головним чином відповідає за виробництво важких елементів у Всесвіті.
У своєму новому дослідженні Бартос та його колега Саболч Марка (з Колумбійського університету в Нью-Йорку) доводять, що нейтронні зірки є переважаючим джерелом важких елементів у Сонячній системі. Для цього вони порівняли радіоактивні елементи, що збереглися в древньому метеориті, з чисельними моделюваннями злиття нейтронних зірок у різних точках простору-часу навколо Чумацького Шляху.
"Метеор містив залишки радіоактивних ізотопів, що утворюються при злитті нейтронних зірок", - повідомив Бартос Live Science в електронному листі. "Хоча вони давно занепадали, їх можна було використати для реконструкції кількості вихідного радіоактивного ізотопу на момент формування Сонячної системи".
Розглянутий метеорит містив розпадені ізотопи атомів плутонію, урану та курію, які автори дослідження за 2016 рік у журналі Science Advances використовували для оцінки кількості цих елементів, наявних у ранній Сонячній системі. Бартос і Марка включили ці значення в комп'ютерну модель, щоб визначити, скільки злиття нейтронних зірок знадобиться, щоб наповнити Сонячну систему правильною кількістю цих елементів.
Випадковий катаклізм
Виявляється, єдине злиття нейтронної зірки зробило б трюк, якби воно відбулося досить близько до нашої Сонячної системи - протягом 1000 світлових років, або приблизно 1% діаметра Чумацького Шляху.
Вважається, що злиття нейтронних зірок є досить рідкісними в нашій галактиці, і трапляються лише кілька разів кожні мільйон років, писали дослідники. Супернові, з іншого боку, набагато частіше; згідно з даними дослідження, проведеного в 2006 році Європейським космічним агентством, в нашій галактиці вибухає масивна зірка раз на 50 років.
Цей коефіцієнт наднової є надто високим, щоб враховувати рівень важких елементів, що спостерігаються в ранніх метеорах Сонячної системи, Бартос та Марка дійшли висновку, виключаючи їх як імовірне джерело цих елементів. Однак єдине об'єднання нейтронних зірок поблизу ідеально вписується в історію.
За словами Бартоса, ці результати "проливають яскраве світло" на вибухові події, які допомогли зробити нашу Сонячну систему такою, якою вона є.
