Astronomové poprvé identifikovali těžký chemický prvek vzniklý při kolizi neutronových hvězd

Astronomům se poprvé podařilo ve vesmíru detekovat nově vzniklý těžký chemický prvek, stroncium, vytvořený v pozůstatcích kolize dvou neutronových hvězd. Objev učinili na základě pozorování získaných pomocí dalekohledu ESO/VLT vybaveného spektrografem X-shooter.

Výsledky byly publikovány v prestižním vědeckém časopise Nature a potvrzují předpoklad, že těžší chemické prvky ve vesmíru mohou vznikat i při explozivním spojení dvou neutronových hvězd. Přináší tak další díl komplikované skládanky popisující evoluci chemických prvků ve vesmíru.

V roce 2017 vědci zaznamenali intenzivní gravitační vlnu ze zdroje, který dostal označení GW170817. Krátce na to se podařilo nalézt také jeho optický protějšek a následně prokázat, že se v tomto případě jednalo o efekty doprovázející explozivní splynutí dvou neutronových hvězd, jev označovaný termínem kilonova.

Na objevu i následných pozorováních se podílely teleskopy ESO v Chile včetně dalekohledu VLT. Astronomové předpokládali, že pokud při takové kolizi vznikají nové chemické prvky, jejich přítomnost v pozůstatcích po výbuchu by mělo být možné prokázat.

A to se také podařilo týmu evropských astronomů díky pozorováním pořízeným pomocí dalekohledu VLT a spektrografu X-shooter.

Krátce po detekci zdroje GW170817 se na objekt zaměřila celá flotila přístrojů ESO s cílem detailně monitorovat výbuch kilonovy v širokém rozsahu vlnových délek elektromagnetického záření. Pomocí spektrografu X-shooter vědci pořídili spektra od ultrafialové až po blízkou infračervenou oblast.

Již první analýza získaných dat naznačovala možnou přítomnost těžkých chemických prvků, ale až dosud se astronomům nedařilo odhalit, o jaké prvky se jedná. „Na základě nové analýzy dat získaných krátce po explozi kilovony v roce 2017 se nám nyní podařilo identifikovat známky jednoho konkrétního chemického prvku v pozůstatcích po výbuchu, a to stroncia.

Prokázali jsme, že kolize dvou neutronových hvězd vede ke vzniku tohoto prvku ve vesmíru,“ říká vedoucí autor práce Darach Watson z kodaňské univerzity. Na zemi nacházíme stroncium v půdě a koncentruje se v některých typech minerálů.

Soli stroncia se využívají například v rachejtlích ohňostrojů, protože světelnému záblesku dodávají intenzivní červenou barvu. Fyzikální procesy, které vedou k tvorbě těžších chemických prvků ve vesmíru, astronomové znají od 50.

let 20. století. V následujících desetiletích se jim podařilo odhalit všechny hlavní kosmické zdroje, s výjimkou jednoho. „Toto je poslední krok v desítky let trvajícím pátrání po původu prvků,“ upozorňuje Darach Watson.

„Věděli jsme, že vznik chemických prvků probíhá v běžných hvězdách, při explozích supernov nebo ve vnějších obálkách starých hvězd. Ale až dosud jsme si nebyli jisti, kde dochází k poslednímu dosud nepozorovanému procesu – rychlému zachycování neutronů, při kterém vznikají těžké chemické prvky periodické tabulky.“

Rychlé zachycování neutronů je proces, při kterém atomové jádro zachytává neutrony dostatečně rychle na to, aby mohlo dojít k tvorbě velmi těžkých prvků. Ačkoliv řada chemických prvků vzniká v jádrech hvězd, vytvoření těžkých prvků, jako je například stroncium, vyžaduje prostředí s ještě vyšší teplotou a velkým počtem volných neutronů.

Rychlé zachycení neutronů tedy přirozeně probíhá jen v opravdu extrémních podmínkách, kde jsou jádra bombardována obrovským počtem neutronů. „Poprvé se podařilo přímo ztotožnit materiál nově vytvořený při rychlém zachycování neutronů se spojením dvojice neutronových hvězd.

Potvrdili jsme tak, že jsou to neutronové hvězdy, tvořené převážně neutrony, co spojuje dlouho diskutovaný proces rychlého zachycení neuronů a tento typ splynutí hvězd,“ dodává spoluautorka práce Camilla Juul Hansen z Astronomického institutu Maxe Plancka v Heidelbergu.

Astronomové teprve začínají chápat, jakým způsoben dochází ke spojování neutronových hvězd a explozi kilonovy. Díky omezené znalosti těchto nových jevů a komplexním spektrům kilonovy pořizovaným dalekohledem VLT a přístrojem X-shooter, vědci zpočátku nebyli schopni jednotlivé prvky v datech identifikovat.

„Přišli jsme s myšlenkou, že stroncium by v datech mohlo být pozorováno již krátce po explozi. Ukázalo se však, že prokazatelně potvrdit, zda se tak skutečně stalo, bude velmi obtížný úkol. Problém byl hlavně v nedostatečné znalosti spektrálních charakteristik těžkých prvků periodické tabulky,“ říká spoluautor práce Jonatan Selsing z kodaňské univerzity.

Jev GW170817 byl teprve pátou prokázanou detekcí gravitačních vln v historii a zasloužily se o ni především observatoře LIGO a Virgo. K explozi došlo v galaxii NGC 4993 a jedná se o vůbec první zdroj gravitačních vln, u kterého se podařilo nalézt protějšek pozorovatelný běžnými pozemními dalekohledy ve viditelném oboru elektromagnetického záření.

Díky spolupráci observatoří LIGO, Virgo a VLT máme nyní jasnější představu o vlastnostech neutronových hvězd a průběhu jejich explozivního sloučení.

Zdroj: Evropská jižní observatoř

Rubriky:  Astronomie Vesmír
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Perseverance hlásí úspěšné přistání

Perseverance hlásí úspěšné přistání

Ve čtvrtek 18. února 2021 ve 21:43 středoevropského času po manévru trefně...
Arabská sonda Amal zaparkovala na oběžné dráze Marsu

Arabská sonda Amal zaparkovala na...

Sonda Amal (Naděje), kterou vloni do kosmu vypustily Spojené arabské...
První vertikální vypuštění satelitu se blíží

První vertikální vypuštění satelitu...

Vůbec první vertikální vypuštění satelitu z britského území...
Experimenty na mezinárodní vesmírné stanici s pomocí Česka

Experimenty na mezinárodní...

Létání do vesmíru i pobyt v něm se už brzy stane pro astronauty...
Země zrychluje tempo své rotace

Země zrychluje tempo své rotace

Rok 2020 byl ve znamení nejen pandemie, ale i krátkých dnů, dokonce...
Úspěch českého SPACE týmu společnosti Atos

Úspěch českého SPACE týmu...

Český SPACE tým společnosti Atos se bude podílet na vývoji testovacího zařízení...
Scottyho poslední cesta: Vesmírný turista vyrazil na oběžnou dráhu s ostatky herce ze Star Treku

Scottyho poslední cesta: Vesmírný...

Po dvanácti letech od své výpravy na oběžnou dráhu vesmírný turista...
Kvalita vzorků asteroidu Ryugu je nad očekávání dobrá

Kvalita vzorků asteroidu Ryugu je nad...

Vědci japonské národní vesmírné agentury (JAXA) jásají nad vzorky,...
Kadaň se bude pyšnit novou observatoří

Kadaň se bude pyšnit novou...

Nová přírodovědná observatoř se bude tyčit na Prostředním vrchu v...
Vzorky z Ryugu dorazily na Zemi

Vzorky z Ryugu dorazily na Zemi

Vzorky z asteroidu Ryugu, které odebrala v roce 2019 sonda...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Mosad: Ti, kteří dostali Eichmanna

Mosad: Ti, kteří dostali Eichmanna

„Je potřeba zřídit Ústřední agenturu pro bezpečnostní a zpravodajské problémy,“...
Badatelský oříšek: Která říše byla největší v historii?

Badatelský oříšek: Která říše byla...

V dějinách lidstva najdeme hned několik významných říší, které by se...
Barevná matrjoška: Když se sedm žen vejde do jedné!

Barevná matrjoška: Když se sedm...

Kulaťoučká, ruská dáma ze dřeva. Pomalovaná pestrými šaty, šátkem a tvářičkami...
Říše Chimú: Obětovali dávní lidé bohům to nejcennější?

Říše Chimú: Obětovali dávní lidé...

Plesk, plesk, dětské nožky šlapou do bahna. Malý kluk ví, že se děje něco...
Britská varianta COVID-19 se rychle šíří

Britská varianta COVID-19 se rychle...

Britská varianta COVID-19 se šíří i přes současná protiepidemiologická...
Dějepis jinak: Jak se Hitler dostal k moci?

Dějepis jinak: Jak se Hitler...

Adolf Hitler. Jméno, které zná asi každý. Víme,...
Oranžská princezna musela do svého zámku vstupovat oknem

Oranžská princezna musela do...

Policista pokyne dobře oblečené dámě. Jemu samotnému je situace poněkud trapná....
Srdeční selhání je na pořadu dne

Srdeční selhání je na pořadu dne

Čeští kardiologové varují: zanedbané infarkty, neochota jet do nemocnice nebo k lékaři...
CIA : Američtí hybatelé děje

CIA : Američtí hybatelé děje

Nemusí nic. Zveřejňovat svůj rozpočet, klíčové pracovníky, počet...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.