La rappresentazione di un artista di stelle di neutroni che si preparano a scontrarsi.
(Immagine: © NASA / Goddard Space Flight Center)
Gli astronomi sono a caccia dei resti del collisione stella di neutroni che ha dato alla Terra i suoi metalli preziosi.
Quando nstelle di eutron si fondono, diffondono una vasta gamma di elementi di breve durata nei loro dintorni e questi materiali diventano parte dei sistemi solari di formazione successiva. Ora gli scienziati stanno cercando di avvicinarsi al fusione che ha seminato il nostro sistema solare tracciando gli elementi prodotti dal materiale in decomposizione originale. Da quel lavoro, credono che la fusione responsabile sia avvenuta 100 milioni di anni prima e 1.000 anni luce di distanza dalla nascita del nostro sistema solare.
"Era vicino", ha detto a Space.com lo scienziato capo del progetto, Szabolcs Marka, che è un fisico della Columbia University. "Se guardi il cielo e vedi una fusione di stelle di neutroni a 1.000 anni luce di distanza, questo metterebbe in ombra l'intero cielo notturno."
Marka e il suo collega Imre Bartos, un astrofisico dell'Università della Florida, hanno usato i meteoriti dall'alba del sistema solare per rintracciare la collisione. Hanno analizzato gli isotopi - sapori di elementi con un numero diverso di neutroni nei loro atomi - in queste rocce.
In primo luogo, hanno calcolato la quantità di isotopi radioattivi nel primo sistema solare; quindi i ricercatori hanno confrontato le loro misurazioni con la quantità di isotopi prodotti da stella di neutroni fusioni. Marka ha presentato i risultati delle sue ricerche a gennaio in inverno incontro della American Astronomical Society a Honolulu.
La "nostra" fusione di stelle di neutroni
Gli elementi pesanti dell'universo, come oro, platino e plutonio, si formano quando i neutroni bombardano gli atomi esistenti. Durante tali collisioni, a il neutrone neutro può emettere un elettrone caricato negativamente, diventando un protone carico positivamente e cambiando l'identità dell'atomo.
Questo processo, noto come cattura rapida dei neutroni, si verifica solo durante le esplosioni più potenti, come supernova e fusioni di stelle di neutroni. Ma gli scienziati continuano a discutere quale di questi eventi estremi sia responsabile della maggior parte degli elementi pesanti nell'universo.
Quindi Marka e Bartos si sono rivolti a meteoriti antichi nel tentativo di capire quale tipo di evento potrebbe avere seminò il primo sistema solare. Chiuso all'interno di quelle rocce dal giovane sistema solare è materiale che fuoriesce da un'esplosione, e sebbene quegli elementi iniziali fossero radioattivi e rapidamente in decomposizione, hanno lasciato dietro di sé le firme della loro presenza passata.
E come il Osservatorio di onde gravitazionali con interferone laser (LIGO) inizia a identificare potenziali fusioni di stelle di neutroni, gli scienziati stanno applicando le sue osservazioni per aiutare a identificare i contributori più probabili di materiale formato in una fusione vicina, quello che Marka chiamava "la birra della strega della galassia", il materiale che lentamente si sta deteriorando e si è fatto strada verso il sistema solare.
Precedenti studi hanno stimato che una supernova si verifica nella Via Lattea una volta ogni 50 anni circa. Le nuove osservazioni di LIGO suggeriscono che le fusioni di stelle di neutroni si verificano molto meno frequentemente, circa una volta ogni 100.000 anni. La quantità di elementi pesanti nel sistema solare ha suggerito che provenissero da a fusione di stelle di neutroni nelle vicinanze, poiché le origini di supernova avrebbero prodotto più materiale.
Da lì, la coppia ha fatto affidamento sui singoli isotopi per determinare dove e quando si era verificata la fusione locale di stelle di neutroni del sistema solare.
"Ogni isotopo è un cronometro che inizia all'esplosione", ha detto Marka. Studiando quanto di ciascun isotopo era rimasto quando il materiale è stato catturato, è stato in grado di stabilire l'età dell'urto che ha investito il sistema solare. "C'è solo un punto nel tempo in cui tutti sono d'accordo", ha detto. Quel punto si è verificato circa 100 milioni di anni prima del sistema solare formato, un battito di ciglia in scale temporali astronomiche. Il team ha anche calcolato quanto lontano si sono scontrate le stelle, una distanza di 1.000 anni luce, in base a quanto materiale è finito nel sistema solare.
Ciò che il team non è riuscito a capire è la direzione in cui questi elementi pesanti sono entrati nel vicinato che sarebbe diventato il nostro sistema solare, una scoperta che teoricamente poteva consentire agli scienziati di individuare i resti della collisione. Il problema è che il sole non è rimasto fermo per 4,5 miliardi di anni da quando si è formato; invece, è stato in giro per la galassia.
Lungo la strada, ha lasciato dietro di sé le stelle che si sono formate vicino ad esso nello stesso ammasso, stelle che gli astronomi hanno a lungo cacciato invano. Marka spera che un giorno gli astronomi troveranno quelle stelle gemelle e i resti della fusione di stelle di neutroni che ha formato il sistema solare.
Secondo Marka, la nuova scoperta ha colpito vicino a casa. "La gente piangeva davvero", ha detto, riferendosi ai membri della sua squadra.
Ha detto che pensa che sia nata una forte reazione emotiva perché questa fusione di stelle di neutroni non era solo un evento accaduto nello spazio. È stato uno che ha contribuito a ciascuno di noi, personalmente.
"Questo non è esoterico, è nostro", ha detto Marka. "Non nostro nella galassia ma nostro nel sistema solare."
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