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

Čína míří k Měsíci

Čína míří k Měsíci

Začátkem posledního listopadového týdne roku 2020 úspěšně odstartovala čínská...
Vynese a zároveň postupně vypustí až 96 družic

Vynese a zároveň postupně vypustí...

Na zářijový úspěch brněnské firmy SAB Aerospace navazuje další. Po...
Leonidy: Listopadové meteorické roje

Leonidy: Listopadové meteorické...

Cestuje 200krát rychleji než vystřelená kulka, rychlostí asi 71 km/s,...
Brána do vesmíru otevřena

Brána do vesmíru otevřena

Co jsou exoplanety, jak můžeme zkonstruovat a vyslat do vesmíru družici anebo...
Smrt špagetifikací: Teleskopy zaznamenaly poslední okamžiky hvězdy pohlcené černou dírou

Smrt špagetifikací: Teleskopy...

Pomocí dalekohledů Evropské jižní observatoře (ESO) a dalších astronomických...
Vydá Bennu svá tajemství?

Vydá Bennu svá tajemství?

Krátce po půlnoci z 20. na 21. října 2020, konkrétně v nula...
Co nového na Marsu?

Co nového na Marsu?

O tom, že rudá planeta může skrývat život, byť na mikroskopické...
Filmová „studená válka“: Rusové se pokusí zastínit Cruisův projekt vlastním vesmírným natáčením

Filmová „studená válka“: Rusové se...

Na oběžné dráze zřejmě vypukne další konkurenční boj mezi dvěma...
Oblaka Venuše obsahují nečekanou látku aneb čeká nás astrobiologický průlom?

Oblaka Venuše obsahují nečekanou...

Fosfan nebo též fosforovodík je jedem, ze kterého za běžných okolností...
Mělo Slunce své dvojče?

Mělo Slunce své dvojče?

Hvězdy vznikají ve hvězdných porodnicích a poté je působení vzájemných...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Očkování dětí neodkládejte, shodují se lékaři

Očkování dětí neodkládejte,...

Pohlavním stykem i dotyky – těmito způsoby se lze nakazit lidským papilomavirem...
Nová fakta o objevení Austrálie: Přepíše dějiny malá kresba klokana?

Nová fakta o objevení Austrálie:...

Nenápadná jeptiška Caterina de Carvalho, která žije v Caldas da Rainha na západě Portugalska, vytáhne malou...
Obří kolosy, které se dotýkají nebe: Znáte nejvyšší sochy světa?

Obří kolosy, které se dotýkají nebe:...

Všichni znají newyorskou sochu Svobody nebo brazilskou sochu Ježíše Spasitele....
Jakou barvu mají planety sluneční soustavy?

Jakou barvu mají planety...

Vliv na barvu planet má složení jejich povrchu, přítomnost atmosféry či...
Mohla za obezitu Jiřího z Poděbrad porucha látkové výměny?

Mohla za obezitu Jiřího z Poděbrad...

Padesátiletý muž se širokou tváří lemovanou hustým knírem s vlasy splývajícími na...
Neprávem zatracovaní leváci: Je psaní levou rukou výhoda, nebo hříčka přírody?

Neprávem zatracovaní leváci: Je psaní...

V populaci jich je jen 10 %. V minulosti byli považováni za nešikovné a podlé,...
Na zápal plic umírá více Čechů než při autonehodách

Na zápal plic umírá více Čechů než...

Zápal plic nebo meningitida jsou jedny z mnoha závažných nemocí, které...
Kdo byli piloti kamikadze? Sebevražední fanatici, anebo napálení hrdinové?

Kdo byli piloti kamikadze?...

Stateční válečníci, kteří neváhali zemřít pro svého císaře? Fanatici s...
Místo dárků mrtvoly: Když se Vánoce promění v řezničinu

Místo dárků mrtvoly: Když se Vánoce...

Peníze byly a jsou ošemetným tématem. Hádka týkající se financí tragicky...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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