Hai ngôi sao neutron đập vào nhau và làm rung chuyển vũ trụ, gây ra vụ nổ sử thi gọi là "kilonova", phun ra rất nhiều vật chất siêu âm, cực nóng vào không gian. Bây giờ, các nhà thiên văn học đã báo cáo bằng chứng thuyết phục nhất cho thấy rằng sau hậu quả của vụ nổ đó, một nguyên tố liên kết bị thiếu được hình thành có thể giúp giải thích một số hóa học khó hiểu của vũ trụ.
Khi sự rung chuyển đó - gợn sóng trong cấu trúc của không gian thời gian, được gọi là sóng hấp dẫn - đã đến Trái đất vào năm 2017, nó đã phát hiện ra các máy dò sóng hấp dẫn và trở thành vụ va chạm sao neutron đầu tiên được phát hiện ngay lập tức, các kính viễn vọng trên khắp thế giới xoay quanh nghiên cứu ánh sáng của kilonova kết quả. Giờ đây, dữ liệu từ các kính viễn vọng này đã tiết lộ bằng chứng mạnh mẽ về sự quay cuồng của strontium trong vật chất bị trục xuất, một nguyên tố nặng với lịch sử vũ trụ rất khó giải thích với mọi thứ khác mà các nhà thiên văn học biết về vũ trụ.
Trái đất và không gian được rải rác với các yếu tố hóa học của các loại khác nhau. Một số dễ giải thích; hydro, được tạo thành ở dạng đơn giản nhất chỉ là một proton, tồn tại ngay sau Vụ nổ lớn khi các hạt hạ nguyên tử bắt đầu hình thành. Helium, với hai proton, cũng khá dễ để giải thích. Mặt trời của chúng ta tạo ra nó mọi lúc, đập vỡ các nguyên tử hydro thông qua phản ứng tổng hợp hạt nhân trong cái bụng dày đặc, nóng bỏng của nó. Nhưng các yếu tố nặng hơn như strontium khó giải thích hơn. Trong một thời gian dài, các nhà vật lý nghĩ rằng những nguyên tố khổng lồ này hầu hết được hình thành trong các siêu tân tinh - giống như kilonova nhưng ở quy mô nhỏ hơn và kết quả từ sự bùng nổ của những ngôi sao khổng lồ ở cuối đời. Nhưng rõ ràng là các siêu tân tinh một mình không thể giải thích được có bao nhiêu nguyên tố nặng trong vũ trụ.
Strontium xuất hiện sau vụ va chạm sao neutron được phát hiện đầu tiên này có thể giúp xác nhận một lý thuyết thay thế, rằng những va chạm giữa các vật thể siêu nhỏ, nhỏ hơn nhiều thực sự tạo ra hầu hết các nguyên tố nặng mà chúng ta tìm thấy trên Trái đất.
Vật lý không cần siêu âm hoặc sáp nhập sao neutron để giải thích mọi nguyên tử chunky xung quanh. Mặt trời của chúng ta tương đối trẻ và nhẹ, vì vậy nó chủ yếu hợp nhất hydro thành helium. Nhưng những ngôi sao lớn hơn, già hơn có thể hợp nhất các nguyên tố nặng như sắt với 26 proton của nó, theo NASA. Tuy nhiên, không có ngôi sao nào đủ nóng hoặc đủ đậm đặc trước những giây phút cuối cùng của cuộc đời để tạo ra bất kỳ nguyên tố nào giữa 27-proton coban và 92-proton uranium.
Tuy nhiên, chúng ta tìm thấy các yếu tố nặng hơn trên Trái đất mọi lúc, như một cặp nhà vật lý đã lưu ý trong một bài báo năm 2018 được công bố trên tạp chí Nature. Như vậy, bí ẩn.
Khoảng một nửa trong số các nguyên tố siêu nặng đó, bao gồm strontium, được hình thành thông qua một quá trình gọi là "bắt neutron nhanh" hoặc "quá trình r" - một loạt các phản ứng hạt nhân xảy ra trong điều kiện khắc nghiệt và có thể hình thành các nguyên tử với hạt nhân dày đặc với các proton và neutron. Nhưng các nhà khoa học vẫn chưa tìm ra hệ thống nào trong vũ trụ đủ mạnh để tạo ra khối lượng lớn các nguyên tố r-process nhìn thấy trong thế giới của chúng ta.
Một số người đã đề nghị supernovas là thủ phạm. "Cho đến gần đây, các nhà vật lý thiên văn thận trọng tuyên bố rằng các đồng vị hình thành trong các sự kiện quá trình r có nguồn gốc chủ yếu từ các siêu tân tinh sụp đổ lõi", các tác giả của Nature viết vào năm 2018.
Đây là cách mà ý tưởng siêu tân tinh này sẽ hoạt động: Phát nổ, những ngôi sao sắp chết tạo ra nhiệt độ và áp lực vượt xa mọi thứ chúng tạo ra trong cuộc sống và phun ra những vật chất phức tạp ra ngoài vũ trụ trong chớp nhoáng, dữ dội. Đó là một phần của câu chuyện Carl Sagan đã kể vào những năm 1980, khi ông nói rằng tất cả chúng ta đều được tạo nên từ "những thứ sao".
Các công trình lý thuyết gần đây, theo các tác giả của bài báo Thiên nhiên 2018 đó, đã chỉ ra rằng các siêu tân tinh có thể không tạo ra đủ các vật liệu xử lý r để giải thích sự vượt trội của chúng trong vũ trụ.
Nhập sao neutron. Các xác chết siêu nặng còn sót lại sau một số siêu tân tinh (chỉ thua lỗ đen về khối lượng trên một inch khối) rất nhỏ về mặt sao, có kích thước gần với các thành phố của Mỹ. Nhưng chúng có thể vượt trội hơn các ngôi sao kích thước đầy đủ. Khi chúng va vào nhau, các vụ nổ kết quả làm rung chuyển kết cấu của không gian thời gian mạnh mẽ hơn bất kỳ sự kiện nào khác ngoài va chạm với các lỗ đen.
Và trong những vụ sáp nhập dữ dội đó, các nhà thiên văn học đã bắt đầu nghi ngờ, đủ các yếu tố quá trình r có thể hình thành để giải thích con số của họ.
Những nghiên cứu ban đầu về ánh sáng từ vụ va chạm năm 2017 cho thấy lý thuyết này là chính xác. Các nhà thiên văn học đã nhìn thấy bằng chứng về vàng và uranium theo cách ánh sáng được lọc qua vật liệu từ vụ nổ, như Live Science đã báo cáo vào thời điểm đó, nhưng dữ liệu vẫn còn mơ hồ.
Một bài báo mới được công bố ngày hôm qua (23/10) trên tạp chí Nature đưa ra xác nhận chắc chắn nhất về những báo cáo ban đầu.
Jonatan Selsing, một nhà thiên văn học tại Đại học Copenhagen, cho biết: "Chúng tôi thực sự nảy ra ý tưởng rằng chúng ta có thể nhìn thấy strontium khá nhanh sau sự kiện. Tuy nhiên, cho thấy đây là một trường hợp rất khó hiểu". nói trong một tuyên bố.
Các nhà thiên văn học không chắc chắn vào thời điểm đó chính xác các yếu tố nặng trong không gian sẽ trông như thế nào. Nhưng họ đã phân tích lại dữ liệu năm 2017. Và lần này, khi có thêm thời gian để giải quyết vấn đề, họ đã tìm thấy một "tính năng mạnh" trong ánh sáng phát ra từ kilonova, chỉ ngay strontium - một dấu hiệu của quá trình r và bằng chứng cho thấy các yếu tố khác có thể hình thành ở đó như tốt, họ đã viết trong bài báo của họ.
Theo thời gian, một số vật chất từ kilonova đó có thể sẽ xâm nhập vào thiên hà và có thể trở thành một phần của các ngôi sao hoặc hành tinh khác, họ nói. Cuối cùng, có lẽ nó sẽ khiến các nhà vật lý ngoài hành tinh trong tương lai nhìn lên bầu trời và tự hỏi tất cả những thứ nặng nề này trên thế giới của họ đến từ đâu.
