O „fabrică de aur cosmică” a creat o cantitate de metale grele similară cu 1.000 de Pământuri

„Fabrica de aur cosmică”, o explozie extraordinară petrecută la 1,3 miliarde de ani-lumină depărtare de Pământ, a produs suficiente metale grele pentru a depăși toate planetele, lunile și asteroizii din Sistemul Solar la un loc și asta doar din cele mai rare elemente din Univers.

În ciuda rarității evenimentului, producția de metale prețioase și alte rarități a fost atât de mare încât aceste evenimente ar putea reprezenta o parte substanțială din abundența lor.

• Cum au trecut razele cosmice prin atmosfera Pământului acum 41.000 de ani?
• Ce s-a întâmplat după ce oamenii de știință au declanșat mini-cutremure în laborator

În 2021, o fuziune a două obiecte compacte, cunoscută sub numele de kilonova, a fost observată de Observatorul Neil Gehrels Swift și desemnată GRB 211211A. A fost cel mai apropiat exemplu al acestui eveniment astronomic rar pe care l-am detectat fără unde gravitaționale.

GRB 211211A a fost neobișnuită, deoarece explozia de raze gamma (GRB) pe care a produs-o a durat un minut, o perioadă de timp care anterior a fost întotdeauna asociată cu GRB-urile din supernove, mai degrabă decât cu fuziunea stelelor neutronice, scrie IFL Science.

„Fabrica de aur cosmică”, un eveniment extrem de neobișnuit

Au fost publicate patru lucrări care anunță descoperirea și încearcă să dezvăluie procesele care ar putea provoca un astfel de eveniment neobișnuit. Pentru cei care nu sunt fizicieni, însă, cea mai interesantă parte este probabil cantitatea uimitoare de elemente grele, inclusiv metale prețioase precum aurul și platina, care au fost produse, ceea ce i-a atras evenimentului numele de „Fabrica de aur cosmică”.

Explozia a produs și alte elemente mult mai obscure, dar foarte utile, precum pământurile rare care alimentează tranziția energetică pe Pământ.

„Am descoperit că acest eveniment a produs de aproximativ 1.000 de ori masa Pământului în elemente foarte grele. Acest lucru susține ideea că aceste kilonove sunt principalele fabrici de aur din Univers”, a declarat dr. Matt Nicholl, de la Universitatea din Birmingham (Anglia).

Având în vedere că aceste elemente reprezintă doar o mică parte din Pământ și din alte obiecte din Sistemul Solar, acest lucru înseamnă că elementele create ar putea ajunge într-un număr fenomenal de planete numai din această explozie.

Metalele create în fuziunile de stele

Stele obișnuite, pe parcursul vieții lor, topesc hidrogenul în heliu, iar apoi heliul în alte elemente. Pe măsură ce mor, stelele cu masă mică produc ingrediente noi, dar majoritatea elementelor necesită mijloace de producție mai dramatice. Elementele precum aluminiul și potasiul se formează în supernove, dar astronomii au ajuns să suspecteze că ar putea exista o altă sursă pentru elemente mai grele, deoarece numărul de supernove pe care le vedem nu se potrivește cu abundența elementelor.

Prima observație a unei kilonove, în 2017, a oferit câteva răspunsuri, dezvăluind că atunci când stelele neutronice se combină, energia eliberată determină formarea de cantități mult mai mari de elemente grele decât supernovele. Deși kilonovele sunt mult mai rare decât supernovele, acestea produc mult mai multe elemente grele, astfel încât justifică majoritatea prezenței acestor metale mai grele în Univers.

Dacă o kilonovă tipică produce o mulțime de elemente precum iridiu și uraniu, imaginați-vă ce face una ieșită din comun. „Ajustarea noastră indică o masă totală a ejectei procesului r de … 0,047 mase solare”, au scris Nicholl și colegii.

„Acest lucru include aproximativ 0,02 mase solare de ejecții bogate în lantanide („roșii”)”, mai scriu aceștia. Aceste numere s-ar putea să nu pară prea mari. Cu toate acestea, luați în considerare că Soarele are masa de 330.000 de ori mai mare decât cea a Pământului, iar 99,5% din scoarța terestră este compusă din elemente nu mai grele decât fierul, iar scara la care funcționează „Fabrica de aur cosmică” începe să prindă contur. (Pentru exactitate, există mai multe elemente grele în miezul Pământului.)

„Fabrica de aur cosmică” încă lasă multe întrebări fără răspuns

Pentru a ști ce contribuție au evenimente precum GRB 211211A la prezența elementelor grele în Univers, ar trebui să știm cât de comune sunt acestea, ceea ce este greu de spus dintr-un singur exemplu. Alte GRB lungi au fost detectate fără o supernovă însoțitoare, dar nu putem fi siguri că o kilonovă au fost cauza.

Va trebui să aflăm ce anume a cauzat GRB 211211A, lucru pe care astronomii încă îl explorează. Există încredere că GRB-urile au fost conduse de eliberarea unui jet de electroni care călătoreau aproape cu viteza luminii, a cărui răcire a declanșat eliberarea de raze gamma. Însă acest lucru doar ne face să ne întrebăm ce ar putea produce un jet atât de puternic. O propunere este o fuziune dintre o stea neutronică și o pitică albă, mai degrabă decât dintre două stele neutronice, dar pentru moment întrebarea este fără răspuns.

Un studiu a fost publicat în The Astrophysical Journal Letters.

Un al doilea studiu a fost publicat în Nature.

Al treilea studiu, publicat în Nature.

Cel de-al patrulea studiu, publicat tot în revista Nature.

Vă recomandăm să citiți și:

Webb a detectat vapori de apă într-un loc în care se formează planete similare cu Pământul

O rachetă Falcon 9 de la SpaceX a găurit ionosfera Pământului

Descoperire năucitoare: Astrofizicienii au găsit o galaxie fără materie întunecată

Astronomii au descoperit o stea „cu două fețe”