3. lipnja na udaljenosti od 3, 9 milijardi svjetlosnih godina sudarile su se dvije nevjerojatno guste neutronske zvijezde - tijela koja su svaka otprilike 1, 5 puta veća od Sunčeve mase, ali samo veličine pukih gradova. Znanstvenici koji proučavaju taj događaj kažu da on rješava trajnu misteriju o formiranju elemenata u našem svemiru.
"To je vrlo brza, katastrofalna, izuzetno energična vrsta eksplozije", kaže Edo Berger, astronom iz Centra za astrofiziku Harvard-Smithsonian. Ogroman sudar pustio je snažan mlaz gama-zraka širom svemira. Bljeskalicu, koja je trajala samo dvije desetine sekunde, pokupio je NASA-in satelit Swift i poslao astronome kako napreduju na prikupljanju podataka.
Tijekom sljedećih nekoliko dana teleskopi u Čileu i svemirski teleskop Hubble usmjerili su pažnju na to područje svemira. Danas su Berger i njegove kolege na konferenciji za novinare u Cambridgeu, Massachusetts, najavili da njihova analiza otkriva da su sudari neutronskih zvijezda odgovorni za stvaranje gotovo svih teških elemenata u svemiru - popis koji uključuje zlato, živu, olovo, platinu i više.
"Ovo pitanje odakle dolaze elementi poput zlata postoji već duže vrijeme", kaže Berger. Iako su mnogi znanstvenici dugo tvrdili da su eksplozije supernove izvor, on kaže da njegov tim - koji uključuje Wen-fai Fong i Ryan Chornock s odjela za astronomiju na Harvardu - imaju dokaze da supernove nisu potrebne. "Sudari neutronskih zvijezda proizvode sve elemente teže od željeza", a on to čini dovoljno učinkovito da mogu računati na sve zlato koje se proizvodi u svemiru.
Do takvih sudara dolazi kada obje zvijezde u binarnom sustavu odvojeno eksplodiraju kao supernove, a zatim se sruše u sebe, ostavljajući iza sebe par čvrsto vezanih neutronskih zvijezda. Dok kruže jedna do druge, zvijezde se postupno povlače zajedno gravitacijskim silama, sve dok se ne sudaraju.
"Oni su izuzetno gusti - u osnovi meci lete jedan na drugoga pri brzini svjetlosti od oko deset posto", kaže Berger. Rezultirajući sudar okuplja toliko mase na jednom mjestu da se on srušava na sebi, što pokreće stvaranje crne rupe. Mala količina materije ipak se izbacuje prema van i na kraju se ugrađuje u slijedeću generaciju zvijezda i planeta drugdje u okolnoj galaksiji. Pomno promatranje ovog najnovijeg sudara neutronskih zvijezda otkrilo je sadržaj ove izbačene materije.
Kako se formirala crna rupa, kaže Berger, ona je pustila gama-rafal kodiran kao GRB (gama-rafal) 130603B. Za nekoliko minuta, instrumenti u Čileu tražili su daljnje dokaze sudara i pronašli kratki "naknadni sjaj" vidljive svjetlosti, generiran česticama odbačenim od eksplozije koja se zabila u okolno okruženje. To je astronomima davalo točan položaj i udaljenost događaja, a činjenica da je do sudara došlo relativno blizu - barem u astronomskom smislu - potaknula je nadu da će postojati prilika za prikupljanje novih vrsta podataka koji su ranije bili nedostupni.
12. lipnja teleskop Hubble, treniran na ovom mjestu, otkrio je izrazitu emisiju infracrvenog svjetla, signala odvojenog od prve eksplozije. Infracrveni potpis, kaže Berger, posljedica je radioaktivnog raspada egzotičnih teških elemenata (poput urana i plutonija) koji su nastali tijekom sudara i izbačeni prema van. Zbog načina na koji se stvaraju teški elementi, moralo se oblikovati i zlato. "Ukupna količina ovih teških elemenata proizvedena je oko jedan posto mase sunca", napominje. "Zlato u toj distribuciji iznosi oko 10 dijelova na milijun - tako da dolazi oko deset puta više od mase Mjeseca samo u zlatu."
Budući da tim zna koliko često se ti sudari događaju i sada mogu otkriti koliko materijala nastaje sa svakim događajem, oni mogu usporediti ukupnu količinu teških elemenata proizvedenih sudarima neutronskih zvijezda s poznatom količinom u svemiru. Zaključak tima, koji je danas također objavljen u The Astrophysical Journal Letters, jest da su ovi događaji dovoljno objašnjenje za sve naše teške elemente, uključujući i zlato. Nakon što su stvoreni u ovakvim vrstama sudara i izbačeni prema van, teški elementi se na kraju uključuju u stvaranje budućih zvijezda i planeta. Što znači da sve zlato na Zemlji, čak i zlato u vašem vjenčanom prstenu, vjerojatno potječu od sudara dviju dalekih zvijezda.
Novo otkriće također rješava povezano pitanje: Može li se ta posebna vrsta emisije gama zraka - nazvana pucanjem „kratkog trajanja“, definitivno povezati sa sudarima dviju neutronskih zvijezda. "Prikupili smo dosta neizravnih dokaza koji su sugerisali da potječu od sudara dviju neutronskih zvijezda, ali stvarno nam je nedostajao jasan potpis 'pušačkog puška', kaže Berger. "Ovaj događaj prvi put predviđa" pištolj za pušenje. "
Tijekom sljedećih nekoliko godina, tim Harvard-Smithsonian i drugi nastavit će tražiti sudare neutronskih zvijezda kako bi se mogli prikupiti i analizirati daljnji podaci. Već je slučajno, ako se dogodi tako rijedak događaj (u Mliječnom putu, oni se događaju otprilike svakih 100.000 godina) na dovoljno udaljenoj udaljenosti za ovakve vrste promatranja. "Proveo sam posljednje desetljeće svog života pokušavajući odgovoriti na pitanje praska gama zraka, mukotrpno prikupljajući dokaze i čekajući taj veliki događaj", kaže Berger. "To je tako zadovoljavajuće da konačno dobijemo dokaze koji nam mogu reći što se događa na konačniji način."
