Nova Istraživanja o Težim Elementima Svemira
Uznemirujuće pitanje o postanku težih elemenata svemira možda je napokon dobilo odgovore zahvaljujući novoj studiji koja analizira podatke NASA-e i Europske svemirske agencije (ESA) prikupljene tijekom nekoliko desetljeća. Uz fascinantnu ljepotu zlata, koje svi volimo gledati, znanstvenici se suočavaju s misterijom koja ih oduševljava: zašto ga ima toliko?
Kako su nastali elementi u svemiru?
Već dugi niz godina, znanstvenici su uspjeli utvrditi kako su neki elementi u svemiru stvoreni. Lighter elementi poput vodika, helija, i male količine litija i berilija nastali su u ranom svemiru, oko 380.000 godina nakon Velikog praska, kada se svemir ohladio dovoljno da atomske jezgre mogu uhvatiti elektrone. Teži elementi, kao što su željezo, mogu se stvoriti kroz nuklearne fuzije unutar zvijezda pod ekstremnim temperaturama i tlakom. Međutim, teži elementi, oni s više protona i neutrona, predstavljaju veći izazov za objašnjenje, posebno u količinama koje primjećujemo.
Neobjašnjivi izvor težih elemenata
Dok su znanstvenici prilično sigurni u proces koji nazivamo brzi capture neutrona (r-proces), još uvijek se raspravlja o izvorima koji stvaraju i šire teže elemente, uključujući zlato, kroz svemir. “Otprilike polovica elemenata u našem svemiru težih od željeza sintetiše se putem r-procesa. Iako smo to prepoznali, identificirati astrofizička mjesta koja omogućuju uvjete potrebne za r-proces ostaje izazov,” objašnjava tim u svojim radovima.
- Spajanja neutronskih zvijezda
- Proto-neutronski vjetrovi tijekom supernova kolapsa jezgre
- Izlivi iz akrecijskih diskova crnih rupa
Iako su ovo dobri kandidati za stvaranje težih elemenata, postoje problemi. Na primjer, smatralo se da se spajanja neutronskih zvijezda događaju prekasno da bi objasnili nastanak ranih zlata i drugih teških elemenata. U skladu s tim, tim se osvrnuo na arhivske podatke s NASA-e i ESA-e i otkrio potencijalni izvor koji bi mogao predstavljati do 10 posto težih elemenata u galaksiji.
Mogućnosti magnetara
Studija podržava ideju da magnetari – tip neutronskih zvijezda s iznimno jakim magnetskim poljima – mogu biti izvor od 1 do 10 posto težih elemenata u galaksiji. Prvo su predvidjeli da će, ako su magnetari izvor težih elemenata, to biti očito u vidljivoj i ultraljubičastoj svjetlosti. Problem je bio u pronalaženju dovoljno sjajnog gamma zračenja.
Tim je istraživao arhivske podatke o velikom izbijanju iz prosinca 2004. i primijetio manji signal koji je detektirao ESA-in Međunarodni laboratorij za astrofiziku gamma zračenja (INTEGRAL). Analizom ovog signala otkrili su da se podudara s predviđenim signalom magnetara koji proizvodi i distribuira teže elemente. “Otkriveno da magnetari proizvode teške elemente, kao drugi direktno potvrđeni izvor r-procesa nakon spajanja neutronskih zvijezda, ima posljedice za kemijsku evoluciju galaksije,” pišu u svom radu.
Budnost i budućnost u istraživanju
Iako je ovo obećavajući trag, potrebna su dodatna zapažanja kako bi se potvrdio model. Ovo će biti lakše zahvaljujući budućoj NASA-inoj misiji COSI (Compton Spectrometer and Imager), koja bi trebala krenuti u 2027. godini. “Zanimljivo je pomisliti kako su neki od materijala u mom telefonu ili prijenosnom računalu nastali u ovoj ekstremnoj eksploziji tijekom povijesti naše galaksije,” dodaje Patel.
Zaključak
Nova istraživanja nude svježi uvid u složene procese koji stvaraju teže elemente u svemiru. S novim tehnikama i misijama koje dolaze, znanstvenici su bliže rješavanju ove drevne misterije koja se tiče porijekla zlata i drugih težih elemenata u našem svemiru.
