За прв пат во вселената, како резултат од соединувањето на две неутронски ѕвезди, беше пронајден штотуку создаден тежок елемент – стронциум. Ваквото откритие немаше да биде возможно без спектрографот X-shooter на ЕВО (Европска Вселенска Организација), дел од телескопот VLT (Very Large Telescope). Овој пронајдок ни потврдува дека тешките елементи во Универзумот можат да бидат формирани при соединување на неутронски ѕвезди, а тоа всушност беше и последниот пронајдок кој ни помогна да го разбереме формирањето на хемиските елементи.
Користејќи ги податоците од X-shooter – инструмент на телескопот VLT кој е во сопственост на ЕВО, тим од европски научници открија докази од формирање на стронциум како резултат од соединување на две неутронски ѕвезди. На оваа уметничка илустрација се прикажани две мали, меѓутоа многу густи неутронски ѕвезди во моментот кога тие се соединуваат и кулминираат со силна експлозија, позната како килонова. Насекаде низ илустрацијата можеме да ја забележиме репрезентацијата на свежо-создадениот стронциум. Заслуги: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser
Во 2017 година, откако ги детектиравме и првите на гравитационите бранови кои минуваа низ Земјата, ЕВО ги насочи своите телескопи во Чиле, вклучувајќи го и VLT, кон соединетата неутронска ѕвезда GW170817. Астрономите веруваа дека доколку тешките елементи се формираат при судири на неутронски ѕвезди, тогаш некакви траги од таквите елементи би можеле да бидат детектирани во килоновите – експлозивни остатоци од ваквите соединувања. Па тимот од Европските научници ја истражуваа токму претпоставка, користејќи ги податоците од спектроскопот X-shooter, дел од VLT на ЕВО.
По соединувањето GW170817, телескопите предводени од ЕВО, почнаа да ги набљудуваат новите килонови низ поширок спектар на бранови должини. X-shooter направи повеќе спектрографски серии од ултравиолетовиот спектар до инфрацрвените бранови должини. Првичните анализи на спектрографиите наговесутваа присуство на тешки елементи во килоновите, но сè до сега, астрономите не можеа со сигурност да ги утврдат индивидуалните тешки елементи кои беа присутни.
„Со повторно обработување на податоците од соединувањето во 2017 година, го идентификувавме спектрографскиот потпис на еден тежок елемент во оваа огнена топка – стронциум и заклучивме дека при судир на неутронски ѕвезди се создава и овој елемент во Универзумот,“ изјави главниот автор Дарач Вотсон од Универзитетот во Копенхаген, Данска. На земјата, стронциум е застапен во земјата и концентриран во некои минерали. Неговите соли ги користиме во огнометите за да добиеме брилијантна црвена боја.
Астрономите се запознаени со начинот на создавање на елементите уште од 1950-тите. Низ следните децении, тие ги открија и поголемите места во универзумот каде сите елементите се создаваат, освен еден. „Ова е последниот чекор од истражувањето за потеклото на елементите кое трае повеќе децении,“ вели Вотсон. „Сега знаеме дека процесот преку кој се креираат елементите во најголемиот дел се одвива во обичните ѕвезди, супернови експлозии и надворешните слоеви на ѕвездите. Но, сè до сега, не ја знаевме локацијата на последниот неоткриен процес преку кој се креираат потешките елементи во периодичната табела, познат како процес на брза апсорпција на неутрони.“
Преку процесот на брза апсорпција на неутрони јадрото на еден атом апсорбира доволно неутрони за многу краток временски интервал, со што се овозможува да се создадат многу тешки елементи. И покрај тоа што многу од елементите се создаваат во јадрата на ѕвездите, создавањето на елементите потешки од железо, како на пример стронциум, бара уште потопла околина, исполнета со слободни неутрони. Овој процес природно се јавува под екстремни околности каде атомите претрпуваат тешко бомбардирање од голем број на неутрони.
„За прв пат можеме директно да го поврземе процесот на брза апсорпција на неутрони со соединувањето на неутронски ѕвезди, со што се потврдува дека неутронските ѕвезди се состојат од неутрони, но и се дава заклучок на долготрајната дебата за релацијата помеѓу процесот на брза апсорпција на неутрони и соединувањата на неутронски ѕвезди,“ вели Камила Џул Хансен од Институтот за Астрономија Макс Планк во Хајделберг, која даде голем придонес кон овој научниот труд.
Поради ограниченото разбирање на соединувањата на неутронски ѕвезди, килоновите и некои други појави во спектрографијата на X-shooter, астрономите не можеа да ги идентификуваат индивидуалните елементи. Но неодамнешните истражувањата за соединувањата на неутронски ѕвезди и килоновите значително им помогнаа на научниците да ги разберат овие појави.
„Идејата дека можеби и гледаме во стронциум започна да кружи бргу после настанот. Сепак, тестирањето на оваа идеја се покажа дека е многу тешко. Најголемите предизвици се јавуваа поради нашето некомплетно познавање на спектровиот потпис на потешките елементи од периодичната табела,“ вели Џонатан Селсинг, истражувач од Универзитетот во Копенхаген кој воедно е и еден од клучните автори на овој научен труд.
Спојувањето GW170817 беше петтото по ред детектирање на гравитациони бранови, овозможено од Опсерваторијата LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) на ННФ (National Science Foundation – NSF) во САД и Интерферометарот Virgo во Италија. Лоцирано во галаксијата NGC 4993, соединувањето е првиот и сè досега – единствениот извор на гравитациони бранови кој е проследен и со видлив настан кој може да се детектира и со други телескопи на Земјата.
Комбинирајќи ги можностите на LIGO, Virgo и VLT, ги добивме и најбистрите разбирања за неутронските ѕвезди и нивните експлозивни соединувања досега.
Превод: Теодор Ангеловски
Извор: phys.org
