Vuosikymmenten ajan kaikkein vanhimman kulta universumin alkuperää ympäröivä mysteeri on aiheuttanut epävarmuutta astrofyysikoiden keskuudessa. Yleisimmin hyväksytyt teoriat viittasivat neutronitähtien törmäyksiin mekanismina, joka on vastuussa raskaiden metallien , mukaan lukien kullan, muodostumisesta.
Sisällysluettelo
Tällaiset erittäin energiset tapahtumat voivat luoda olosuhteet, jotka ovat välttämättömiä monimutkaisten alkuaineiden synteesille. Aikaskaala ei kuitenkaan vastannut nykyisin maailmankaikkeudessa havaittavan kullan määrää.
Mikä on tutkijoiden mukaan maailmankaikkeuden vanhimman kullan alkuperä?
Uuden potentiaalisen lähteen löytäminen muutti keskustelua kullan alkuperästä. Tutkijat analysoivat uudelleen NASA:n ja Euroopan avaruusjärjestön teleskooppien dataa keskittyen astronomisiin ilmiöihin, joita oli tähän asti aliarvioitu.
Avain mysteerin ratkaisuun saattaa olla erityinen räjähdystyyppi, joka liittyy niin kutsuttuihin magnetareihin – harvinaiseen neutronitähtien luokkaan.
Niille on ominaista magneettikenttä, joka on tuhansia kertoja voimakkaampi kuin tavallisessa neutronitähtessä. Nämä avaruuskappaleet voivat tuottaa lyhyitä mutta erittäin voimakkaita säteilypurkauksia, joita kutsutaan jättiläisräjähdyksiksi.
Nämä räjähdykset tapahtuvat niin kutsuttujen ”tähtijäristysten” aikana, jotka ovat eräänlainen tähtien järistys. Joissakin tapauksissa nämä ilmiöt voivat heittää materiaalia magneetaarin kuoresta avaruuteen.
Ja tässä on se, mikä meitä kiinnostaa: tämä materiaali sisältää raskaita alkuaineita, kuten kultaa.
Viimeisin tällainen purkaus havaittiin maasta vuonna 2004. Silloin laitteet havaitsivat heikon gammasäteilyn signaalin, jota ei tutkittu loppuun asti. Nykyään tämä signaali tulkitaan mahdolliseksi todisteeksi raskasmetallien purkautumisesta.
Miksi uskotaan, että maailmankaikkeuden vanhin kulta syntyi aikaisemmin kuin aiemmin on uskottu?
Yksi tutkimuksen tärkeimmistä saavutuksista on arvio, että nämä räjähdykset ovat voineet tapahtua vain muutama sata miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen .
Tämä tarkoittaa, että maailmankaikkeuden vanhin kulta on voinut syntyä paljon aikaisemmin kuin aiemmin on uskottu.
Tässä on joitakin tutkimuksen pääkohdat:
- Jopa 10 % rautaa raskaammista alkuaineista, joita on Linnunradassa, on voinut syntyä näiden tapahtumien seurauksena.
- Purskeiden luomat äärimmäiset olosuhteet edistävät raskaiden alkuaineiden nopeaa muodostumista, joka tunnetaan r-prosessina.
- Tämä prosessi vaatii valtavaa neutronitiheyttä, joka voidaan saavuttaa magneettien räjähdyksissä.
Mekanismi on seuraava: magneetin kuoressa olevat kevyet atomit absorboivat useita neutroneja lähes samanaikaisesti. Tämä ylikuormitus aiheuttaa epävakautta atomien ytimessä ja käynnistää ketjureaktion.
Sarjan ydinreaktioiden seurauksena atomien protonien määrä kasvaa ja ne muuttuvat raskaammiksi alkuaineiksi, kuten kulta.
Miten he saivat selville kullan alkuperän?
Tutkimusryhmä työskenteli yli 20 vuotta sitten avaruusteleskoopeilla kerättyjen tietojen parissa. Nämä arkistot, jotka eivät alun perin liittyneet raskasmetallien muodostumiseen, analysoitiin uudelleen uusien teoreettisten mallien avulla.
Käytettyjä välineitä olivat muun muassa
- NASA:n Comptonin gamma-observatorio.
- ESA:n teleskoopit, jotka on erikoistunut korkeaenergiseen säteilyyn.
Tulevaisuudessa NASA aikoo käynnistää vuonna 2027 Compton Spectrometer and Imager (COSI) -mission, joka keskittyy avaruuden energiailmiöiden, mukaan lukien mahdollisten uusien magnetar-räjähdysten, havainnointiin. Tämä missio voi lopullisesti vahvistaa hypoteesin maailmankaikkeuden vanhimman kullan alkuperästä.
Mitä tiedeyhteisö ajattelee tästä löydöstä?
Vaikka hypoteesi magneettien roolista on lupaava, kaikki tutkijat eivät ole siitä vakuuttuneita. Astronomiayhteisö odottaa uusia havaintoja, jotka auttavat vahvistamaan tulokset .
Samaan aikaan tutkimus on herättänyt uudelleen keskustelun raskaiden alkuaineiden muodostumisen kronologiasta ja prosesseista maailmankaikkeuden varhaisissa vaiheissa.
Vuodesta 2017, jolloin neutronitähtien ja kullan törmäys havaittiin ensimmäisen kerran valosignaalissa, on katsottu, että tällaiset tapahtumat ovat vastuussa suurimmasta osasta löydetystä kullasta.
Kuten The Astrophysical Journal Letters -lehdessä todetaan, nämä prosessit eivät kuitenkaan voineet tapahtua riittävän aikaisin, jotta ne olisivat voineet selittää kullan esiintymisen varhaisessa maailmankaikkeudessa.
Uusi malli, joka perustuu magneettien räjähdyksiin, ei ole tarkoitettu sulkemaan pois muita lähteitä, vaan pikemminkin lisäämään puuttuvan palasen palapeliin. Jos tämä vahvistuu, se voi muuttaa käsitystämme maailmankaikkeuden kemiallisesta kehityksestä sen varhaisimmista vaiheista lähtien.
