To astronomer mener, at de har fundet den gamle stjernekollision, der gav vores solsystem sin cache af ædle guld og platin - noget af det, alligevel.
I en ny undersøgelse, der blev offentliggjort 1. maj i tidsskriftet Nature, analyserede duoen resterne af radioaktive isotoper eller versioner af molekyler med forskellige antallet af neutroner i en meget gammel meteorit. Derefter sammenlignede de disse værdier med isotopforhold produceret ved en computersimulering af neutronstjernefusioner - kataklysmiske stjernekollisioner, der kan forårsage krusninger i stoffet i rum-tid.
Forskerne fandt, at en enkelt neutronstjernekollision, der startede omkring 100 millioner år før vores solsystem blev dannet og placeret 1.000 lysår væk, kan have givet vores kosmiske kvarter mange af de elementer, der er tungere end jern, som har 26 protoner. Dette inkluderer omkring 70% af vores tidlige solsystemes curiumatomer og 40% af dets plutoniumatomer plus mange millioner pund ædelmetaller som guld og platin. I alt kan denne enkelt gamle stjernekrasch have givet vores solsystem 0,3% af alle dets tunge elementer, fandt forskerne - og vi bærer nogle af dem med os hver dag.
Han tilføjede, at hvis du bærer en guld- eller platin-vielsesring, bærer du også lidt af den eksplosive kosmiske fortid. "Cirka 10 milligram deraf dannede sandsynligvis 4,6 milliarder år siden," sagde Bartos.
Der er guld i disse stjerner
Hvordan opretter en stjerne en vielsesring? Det kræver en episk kosmisk eksplosion (og et par milliarder års tålmodighed).
Elementer som plutonium, guld, platin og andre, der er tungere end jern, dannes i en proces, der kaldes hurtig neutronfangst (også kaldet r-processen), hvor en atomkerne hurtigt glomer over til en masse frie neutroner, før kernen har tid til at radioaktivt forfald. Denne proces forekommer kun som et resultat af universets mest ekstreme begivenheder - i stjerneksplosioner kaldet supernovaer eller kolliderende neutronstjerner - men forskere er uenige om, hvilket af disse to fænomener der er hovedansvaret for produktionen af tunge elementer i universet.
I deres nye undersøgelse argumenterer Bartos og hans kollega Szabolcs Marka (fra Columbia University i New York) for, at neutronstjerner er den dominerende kilde til tunge elementer i solsystemet. For at gøre det sammenlignede de radioaktive elementer, der er bevaret i en gammel meteorit med numeriske simuleringer af neutronstjernefusioner på forskellige tidspunkter i rummet omkring Mælkevejen.
"Meteoren indeholdt resterne af radioaktive isotoper produceret af neutronstjernefusioner," fortalte Bartos Live Science i en e-mail. "Mens de forfaldt for længe siden, kunne de bruges til at rekonstruere mængden af den oprindelige radioaktive isotop på det tidspunkt, hvor solsystemet blev dannet."
Den omhandlede meteorit indeholdt forfaldne isotoper af plutonium, uranium og curiumatomer, som forfatterne af en 2016-undersøgelse i tidsskriftet Science Advances anvendte til at estimere mængderne af disse elementer til stede i det tidlige solsystem. Bartos og Marka tilsluttede disse værdier til en computermodel for at finde ud af, hvor mange neutronstjernefusioner det ville tage for at fylde solsystemet med de rigtige mængder af disse elementer.
En afslappet katastrofe
Det viser sig, at en enkelt neutronstjernefusion ville gøre det trick, hvis det skete tæt på vores solsystem - inden for 1.000 lysår, eller ca. 1% af diameteren på Mælkevejen.
Neutronstjernefusioner menes at være temmelig sjældne i vores galakse og forekommer kun et par gange hver million år, skrev forskerne. Supernovas er derimod meget mere almindelige; ifølge en undersøgelse fra 2006 fra Det Europæiske Rumorganisation eksploderer en massiv stjerne i vores galakse en gang hvert 50. år.
Denne supernova-hastighed er alt for høj til at tage højde for niveauerne af tunge elementer, der blev observeret i tidlige solsystem-meteorer, konkluderede Bartos og Marka og udpeger dem som den sandsynlige kilde til disse elementer. En enkelt nærliggende neutronstjernefusion er imidlertid perfekt til historien.
Ifølge Bartos "kaster disse resultater" lys over de eksplosive begivenheder, der var med til at gøre vores solsystem til det, det er.
