Neutronstjernekrasch:Gaven der bliver ved med at give

Astrofysikverdenen er i vildrede efter den første nogensinde observation af to neutronstjerner, der fusionerede i et katastrofalt styrt, der efterlod et rigt spor af snavs for forskere at kæmpe igennem.

Her er tre ting, begivenheden har fortalt os om det univers, vi bebor:

Kosmisk guldmine

Endelig, forskere er nu i stand til at finde kilden til mindst halvdelen af ​​guldet, platin, bly og andre tunge elementer i kosmos.

"Guldet i din vielsesring stammer sandsynligvis fra en fusion af neutronstjerner i vores del af galaksen, der skete for omkring fem milliarder år siden, eller deromkring, før vores sol blev født. Og kviksølv i dine fyldninger, "sagde medopdageren Patrick Sutton fra Cardiff University.

Da universet opstod fra "Big Bang", den bestod hovedsageligt af brint og helium, de letteste elementer på det periodiske system.

Tungere elementer - alt fra kulstof i vores kroppe til ilt, vi indånder - blev senere dannet af atomreaktioner i stjernernes kerner, der smeltede atomer sammen.

Men det tungeste element en stjerne kan lave, videnskabsfolk siger, er jern - nummer 26 på det periodiske system med 100+ poster.

En teoretisk kilde til tungere grundstoffer er supernovaeksplosioner, der sker, når massive stjerner løber tør for brændstof og dør.

Men der er ikke nok sådanne eksplosioner, og utilstrækkeligt materiale fremstillet af dem, at forklare mere end omkring halvdelen af ​​de tunge grundstoffer i universet.

En anden teoretisk kilde var fusioner af neutronstjerner.

Nu, teleskoper har opdaget beviser for nysyntetiserede tunge elementer i lyset fra et sådant katastrofalt styrt.

"For allerførste gang, vi ser utvetydige beviser for en kosmisk mine, der smeder omkring 10, 000 jordmasser af tunge grundstoffer, "sagde Mansi Kasliwal fra California Institute of Technology, endnu et medlem af det globale team.

Stråling

Et andet mysterium løst:neutronstjernesmashups er nu kendt for at være en kilde til de lyse glimt af højenergistråling kendt som korte gammastråleudbrud.

Først opdaget af amerikanske satellitter i 1960'erne, de blev først mistænkt for at være russiske atombombeeksplosioner i rummet.

Da den teori kollapsede, neutronstjernefusioner blev set som en anden potentiel kilde.

Den 17. august i år, teleskoper fik et temmelig uspektakulært gammastråleudbrud - kort og svagere end normalt.

Blitzen kunne let have været ignoreret, hvis ikke det kom bare 1,7 sekunder efter, at gravitationsbølgeinstrumenter skete på dødsspiralen af ​​to neutronstjerner på nøjagtig samme sted.

"Dette er, hvis du vil, en rygende pistol, "sagde Sutton.

"Det er nu klart, at binære neutronstjerner er en kilde til de korte gammastråleudbrud, "selvom der også kan være andre ophav.

Udvidende univers

Forskere ved, at kosmos ekspanderer, men finde ud af, hvor hurtigt det har været en udfordring.

Hvis vi kan fastslå hastigheden, vi kan bestemme universets alder, og hvor meget stof det indeholder.

Ved at måle størrelsen af ​​gravitationsbølger udsendt fra en monsterhændelse såsom en fusion af sorte huller eller neutronstjerner, videnskabsfolk kan teoretisk udlede, hvor langt væk det skete.

Tilsvarende undersøgelse af en gammastråleblitz skulle afsløre "rødforskydning" af kilden, og dermed den hastighed, hvormed den bevæger sig. Rødforskydning er et mål for lysets skiftende bølgelængde, der bevæger sig væk fra en observatør.

Ved gennembruddet 17. august, forskere observerede både gammastråler og gravitationsbølger fra den samme kilde for første gang - hvilket gjorde dem i stand til at lave en frisk, selvom det er foreløbigt, skøn over, hvor hurtigt universet ekspanderer.

For nu, antallet forbliver underlagt store "statistiske usikkerheder", og skal raffineres ved at observere flere neutronstjernestyrker, sagde holdene.

Til evighed, og videre

Forskere håber at bruge fusionsdata for neutronstjerner til at lære mere om naturlovene, og hvordan stof opfører sig i sådanne ekstreme miljøer.

"Fra at informere detaljerede modeller om neutronstjerners indre virke og de emissioner, de producerer, til mere grundlæggende fysik som generel relativitet, denne begivenhed er bare så rig, "sagde David Shoemaker, leder af LIGO -samarbejdet, der hjalp med at opdage den himmelske sammenbrud.

"Det er en gave, der bliver ved med at give."

© 2017 AFP