Záhada původu nejstaršího zlata ve vesmíru stačila po desetiletí vyvolávat mezi astrofyziky nejistotu. Nejčastější teorie poukazovaly na srážky neutronových hvězd jako na mechanismus odpovědný za vznik těžkých kovů včetně zlata.
Takové extrémně energetické události mohly vytvořit nezbytné podmínky pro syntézu složitých prvků. Časový rámec však neodpovídal množství zlata pozorovanému v dnešním vesmíru.
Jaký by tedy mohl být původ nejstaršího zlata ve vesmíru, říkají vědci?
Objev nového potenciálního zdroje převrátil představu o původu zlata naruby. Vědci znovu analyzovali data z teleskopů NASA a Evropské kosmické agentury a upozornili na astronomické jevy, které byly dosud podceňovány.
Klíč může spočívat ve zvláštním typu exploze spojené s takzvanými magnetary, vzácnou třídou neutronových hvězd.
Ty se vyznačují magnetickým polem tisíckrát silnějším než u normálních neutronových hvězd. Tyto kosmické objekty mohou generovat krátké, ale velmi silné záblesky záření známé jako obří erupce.
K těmto zábleskům dochází během takzvaných „hvězdotřesení“, což je druh hvězdného zemětřesení. V některých případech mohou tyto události způsobit vyvržení materiálu z kůry magnetaru do vesmíru.
A zde je to, co nás zajímá: tento materiál obsahuje těžké prvky, jako je zlato.
Naposledy byl takový výbuch ze Země zaznamenán v roce 2004. Tehdy přístroje zachytily slabý gama signál, který nebyl zcela pochopen. Dnes je tento signál interpretován jako možný důkaz uvolnění těžkého kovu.
Proč se předpokládá, že nejstarší zlato ve vesmíru vzniklo dříve, než se dosud předpokládalo?
Jedním z hlavních zjištění studie je odhad, že k těmto explozím mohlo dojít jen několik set milionů let po velkém třesku.
To znamená, že nejstarší zlato ve vesmíru mohlo vzniknout mnohem dříve, než se dosud předpokládalo.
Zde je několik nejdůležitějších informací ze studie:
- Až 10 % prvků těžších než železo přítomných v Mléčné dráze mohlo vzniknout při těchto událostech.
- Extrémní podmínky vytvořené výbuchy podporují rychlý vznik těžkých prvků, známý jako r-proces.
- Tento proces vyžaduje obrovskou hustotu neutronů, které lze dosáhnout při vzplanutí magnetaru.
Mechanismus by byl následující: lehké atomy v kůře magnetaru absorbují několik neutronů téměř současně. Tento přebytek náboje způsobí nestabilitu v atomovém jádře a spustí řetězové reakce.
Sérií jaderných rozpadů atomy zvýší počet protonů a změní se na těžší prvky, jako je zlato.
Jak se jim podařilo zjistit původ zlata?
Výzkumný tým pracoval s více než 20 let starými záznamy shromážděnými vesmírnými teleskopy. Tyto záznamy, které v té době nebyly spojovány se vznikem těžkých kovů, byly znovu analyzovány pomocí nových teoretických modelů.
Mezi použitými přístroji byly mj:
- Comptonova gama observatoř NASA.
- Teleskopy ESA specializující se na vysokoenergetické záření.
Do budoucna NASA plánuje v roce 2027 vyslat misi COSI (Compton Spectrometer and Imager), jejímž cílem bude pozorovat energetické jevy ve vesmíru, včetně možných nových explozí magnetarů. Tato mise by mohla konečně potvrdit hypotézu o původu nejstaršího zlata ve vesmíru.
Co si o tomto objevu myslí vědecká komunita?
Přestože je hypotéza o úloze magnetarů slibná, ne všichni vědci jsou o ní přesvědčeni. Astrofyzikální komunita čeká na další pozorování, která pomohou zjištění potvrdit.
Prozatím studie znovu otevřela debatu o chronologii a procesech vzniku těžkých prvků v raném vesmíru.
Od roku 2017, kdy byly poprvé pozorovány srážky neutronových hvězd se zlatem ve světelném signálu, se předpokládalo, že takové události vysvětlují většinu detekovaného zlata.
Jak však bylo uvedeno v časopise The Astrophysical Journal Letters, takové procesy nemohly nastat dostatečně brzy na to, aby vysvětlily přítomnost zlata v raném vesmíru.
Nový model založený na explozích magnetarů nevylučuje jiné zdroje, ale přidává chybějící kousek do skládačky. Pokud se potvrdí, mohl by změnit naše chápání chemického vývoje vesmíru od jeho nejranějších fází.
