Neutroncsillagok összeolvadásából származhatnak a Naprendszer nehéz elemei

6019

Mielőtt a Nap elkezdett ragyogni és létrejöttek Naprendszerük bolygói, két másik csillagnak meg kellett halnia. Pusztulásuk és a maradványok későbbi ütközése sokféle nehéz elemet szórt szét, amelyek nélkülözhetetlenek voltak a földi élet kialakulásához. Most, 4,6 milliárd évvel később, ezeknek a régen kimúlt csillagoknak a történetét rakosgatják össze a csillagászok.

Ehhez a kutatók nemcsak a nehéz elemek kialakulásának különböző módjait tanulmányozták (felrobbanó csillagok vagy csillagok heves ütközése), hanem azt is, hogy milyen gyakran történnek ilyen események, és mikor keletkeztek először a Naprendszerben megtalálható kémiai elemek. Bartos Imre (University of Florida) és Márka Szabolcs (Columbia University) eredményeiket a Nature folyóirat május 2-i számában közölték.

Az iskolában mindenki tanult a periódusos rendszerről, azon kémiai elemeknek a listájáról, amelyekből a körülöttünk lévő világ felépül. Számunkra nagyon fontos például a szén, az oxigén, a nitrogén, a foszfor, a kén, de akár az ezüst, az arany, vagy az ólom és az urán is, a Világegyetem túlnyomó részét azonban csak két elem alkotja: a hidrogén és a hélium.

A Világegyetem összes többi anyagát csillagok állítják elő a magjukban lejátszódó nukleáris fúziók során. Ezek a fúziós folyamatok azonban leállnak, miután előállították a vasatomokat. (A vas rendszáma 26, azaz a periódusos rendszerben a 26. helyet foglalja el. A periódusos rendszerben az elemek a legkevesebb protont tartalmazó legkönnyebbtől a legtöbb protont tartalmazó legnehezebbig vannak rendezve). A vas utáni elemek már sokkal egzotikusabb és extrémebb folyamatok során keletkeznek, mint pl. az élete végén járó csillag felrobbanásával, vagy két csillag drámai összeütközésével. Az első folyamat sokkal gyakoribb, mint a második, főként ha neutroncsillagokat nézünk, amelyek nagy tömegű halott csillagok visszamaradt sűrű magjai. Ezek ütközése meglehetősen drámai, és majdnem olyan energiájú folyamat, mint a fekete lyukak ütközése.

Fantáziarajz neutroncsillagok összeolvadási folyamatáról, ami értékes nehéz elemekkel “szennyezte be” Naprendszerünket.

Neutroncsillagok egyesülése a galaxisunkon belül egymillió évente csak néhányszor fordul elő (habár a gravitációs hullámok segítségével néha korábbra is vissza tudjuk őket származtatni). Ezzel ellentétben szupernóva-robbanásokból százévente néhány fordul elő a Tejútrendszerben. Bartos és Márka ezek gyakoriságát vizsgálta, és összehasonlította ezt a Naprendszerünkben található anyagok korával.

Főleg meteoritokat vizsgáltak, amelyekre a csillagászok úgy tekintenek, mint Naprendszerünk ősi építőelemeire. Mielőtt bolygónkra hullottak, ezek a kisebb-nagyobb kövek, sziklák az utóbbi pár milliárd évet nagyjából érintetlenül az űrben töltötték. A Földön található anyagok viszont sok mindenen átmentek: elolvadtak, újraformálódtak, ezek a folyamatok pedig megkavarták az eredetileg kialakult elemek “kozmikus óráját”. A meteoritok tehát hordozzák annak az időnek az emlékét, amikor Naprendszerünk keletkezett – és ahogy a mostani kutatásból kiderült, ez valamikor 80 millió évvel azelőtt történhetett, hogy a bolygónk kialakult.

A kutatók szimulációkat futtattak a Tejútrendszer fejlődéséről, összeolvadó neutroncsillagok különböző történeteit tesztelve, és azt vizsgálva, hogy ezek hogyan alakíthatták a mai Naprendszer összetételét. Arra az eredményre jutottak, hogy a jelenleg megtalálható nehéz elemek mennyiségéhez elegendő egy összeolvadó neutroncsillag-pár, amelynek szülőcsillagai annak a porfelhőnek nagyjából 1000 fényév sugarú környezetében robbanhattak fel, amelyből később Naprendszerünk is keletkezett.

Ez az esemény kb. a Hold tömegének tizedét kitevő mennyiségű nehéz elemet szórt a Naprendszerbe. “Ha ma hasonló esemény történne ugyanilyen távolságban a Naprendszertől, annak fénye bevilágítaná az egész éjszakai eget” – nyilatkozta Márka.

Forrás: Astronomy.com

Hozzászólás

hozzászólás