Ur -sorte huller kan have hjulpet med at smede tunge elementer

Astronomer kan lide at sige, at vi er biprodukter af stjerner, stjerneovne, der for længe siden smeltede brint og helium sammen til de grundstoffer, der var nødvendige for liv gennem processen med stjernenukleosyntese.

Som afdøde Carl Sagan engang udtrykte det:"Nitrogen i vores DNA, calcium i vores tænder, jernet i vores blod, kulstoffet i vores æbletærter blev fremstillet i interiøret af kollapsende stjerner. Vi er lavet af stjernetøj. "

Men hvad med de tungere elementer i det periodiske diagram, elementer som guld, platin og uran?

Astronomer mener, at de fleste af disse "r-proceselementer"-elementer meget tungere end jern-blev skabt, enten i kølvandet på massive stjerners sammenbrud og de tilhørende supernovaeksplosioner, eller ved sammenlægning af binære neutronstjernesystemer.

"En anden slags ovn var nødvendig for at smede guld, platin, uran og de fleste andre grundstoffer tungere end jern, " forklarede George Fuller, en teoretisk astrofysiker og professor i fysik, der leder UC San Diego's Center for Astrophysics and Space Sciences. "Disse grundstoffer er sandsynligvis dannet i et miljø, der er rigt på neutroner."

I et papir offentliggjort 7. august i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve , han og to andre teoretiske astrofysikere ved UCLA - Alex Kusenko og Volodymyr Takhistov - tilbyder et andet middel, hvorpå stjerner kunne have frembragt disse tunge grundstoffer:bittesmå sorte huller, der kom i kontakt med og fanges af neutronstjerner, og ødelæg dem derefter.

Neutronstjerner er de mindste og tætteste stjerner, man kender, så tæt, at en skefuld af deres overflade har en tilsvarende masse på tre milliarder tons.

Små sorte huller er mere spekulative, men mange astronomer mener, at de kunne være et biprodukt af Big Bang, og at de nu kunne udgøre en brøkdel af det "mørke stof" - det usynlige, næsten ikke-interagerende ting, som observationer afslører, findes i universet.

Hvis disse små sorte huller følger fordelingen af ​​mørkt stof i rummet og eksisterer sammen med neutronstjerner, Fuller og hans kolleger hævder i deres papir, at der ville forekomme interessant fysik.

De beregner det, i sjældne tilfælde, en neutronstjerne vil fange sådan et sort hul og derefter fortæret indefra og ud af det. Denne voldsomme proces kan føre til udsendelse af nogle af de tætte neutronstjernemateriale i rummet.

"Små sorte huller produceret i Big Bang kan invadere en neutronstjerne og spise den indefra, "Fuller forklaret." I de sidste millisekunder efter neutronstjernens død, mængden af ​​udkastet neutronrigt materiale er tilstrækkelig til at forklare de observerede mængder af tunge grundstoffer. "

"Da neutronstjernerne fortæres, " han tilføjede, "de snurrer op og udstøder koldt neutronstof, som dekomprimerer, varmer op og laver disse elementer. "

Denne proces med at skabe det periodiske systems tungeste elementer ville også give forklaringer på en række andre uløste gåder i universet og i vores egen Mælkevejs galakse.

"Da disse begivenheder sjældent sker, man kan forstå, hvorfor kun en ud af ti dværggalakser er beriget med tunge elementer, "sagde Fuller." Den systematiske ødelæggelse af neutronstjerner på grund af sorte huller er i overensstemmelse med mangel på neutronstjerner i det galaktiske centrum og i dværggalakser, hvor tætheden af ​​sorte huller skal være meget høj. "

Ud over, forskerne beregnede, at udstødning af nukleart stof fra de små sorte huller, der sluger neutronstjerner, ville producere tre andre uforklarlige fænomener observeret af astronomer.

"De er en karakteristisk visning af infrarødt lys (nogle gange kaldet en "kilonova"), en radioemission, der kan forklare de mystiske hurtige radioudbrud fra ukendte kilder dybt i kosmos, og positronerne opdaget i det galaktiske centrum ved røntgenobservationer, "sagde Fuller." Hver af disse repræsenterer mangeårige mysterier. Det er virkelig overraskende, at løsningerne af disse tilsyneladende ikke -relaterede fænomener kan være forbundet med den voldsomme ende af neutronstjerner i hænderne på små sorte huller. "