Vesmírna explózia odhalila tajomstvo vzniku zlata a platiny. Magnetar vytvoril viac vzácnych kovov, než váži Mars

V hlbinách vesmíru sa v roku 2004 odohrala monumentálna explózia, ktorá až dnes odhaľuje svoje neoceniteľné tajomstvá. Kolumbijská univerzita nedávno zistila fascinujúci fakt – táto dávna explózia vytvorila masívne množstvo najťažších prvkov vrátane zlata a platiny. Tento revolučný objav prepisuje naše chápanie vzniku vzácnych kovov, ktoré nosíš ako šperky alebo používaš v elektronike.

Informuje o tom web Scitech Daily a štúdia v  The Astrophysical Journal Letters.

Odkiaľ pochádzajú najťažšie prvky

Zamyslel si sa niekedy nad pôvodom prvkov okolo nás? Vedecká komunita už dávno rozlúštila, že vodík a hélium vznikli krátko po Veľkom tresku. Stredne ťažké prvky ako kyslík či železo vytvárajú bežné hviezdy jadrovými fúziami a do okolitého priestoru ich rozptyľujú obrovské supernovy.

Prvky ťažšie než železo však vyžadujú extrémnejšie podmienky. Žiadna bežná hviezda nedokáže vytvoriť zlato, platinu či urán. Vedci desaťročia hľadali udalosti s dostatočnou silou na vytvorenie týchto vzácnych prvkov. Teraz konečne držia v rukách jednu z kľúčových odpovedí.

Kozmický výbuch prepisuje vedecké knihy

Výskumný tím z Kolumbijskej univerzity pod vedením profesora Briana Metzgera a doktoranda Anirudha Patela prináša dôkazy, ktoré otriasajú doterajšími teóriami. Ich nedávna štúdia dokazuje, že slávna kozmická explózia spred vyše dvoch desaťročí vyprodukovala gigantické množstvo ťažkých prvkov.

Anirudh Patel vysvetľuje: „Naše teoretické modely porovnané s reálnymi údajmi dokazujú, že obrovský výbuch gama žiarenia z roku 2004 vytvoril také množstvo ťažkých prvkov, ktoré hmotnosťou prevyšuje planétu Mars. Keď naše predpovede potvrdili existujúce údaje, zaplavil ma neuveriteľný pocit úžasu nad dôsledkami tohto objavu pre históriu látok tvoriacich našu planétu.“

Táto explózia uvoľnila za jedinú polovicu sekundy viac energie než naše Slnko vyžiari za štvrť milióna rokov. Poskytla tak vedcom kľúčový dôkaz o vzniku najťažších prvkov vesmíru.

Magnetické monštrá vesmíru

Satelity vrátane vesmírneho ďalekohľadu INTEGRAL zachytili 27. decembra 2004 mimoriadne intenzívny gama záblesk z magnetaru v našej galaxii. Hoci magnetar SGR 1806-20 leží približne 30 000 svetelných rokov ďaleko, jeho „gigantický záblesk“ dosiahol takú jasnosť, že ovplyvnil horné vrstvy zemskej atmosféry.

Magnetary predstavujú zvláštnu skupinu neutrónových hviezd s najsilnejšími magnetickými poľami vo vesmíre – vyše 10 biliónkrát silnejšími než magnet na chladničke. Tieto neutrónové hviezdy zostávajú po kolapse masívnych hviezd v supernovách. Ich enormná magnetická energia poháňa extrémne výbuchy, ktoré ďaleko prevyšujú slnečné erupcie.

Po počiatočnom gama záblesku zachytil ďalekohľad INTEGRAL aj slabší, no dlhotrvajúci signál, ktorý pokračoval niekoľko hodín. Výskumníci tento „dosvit“ zaznamenali už v roku 2005, ale nedokázali ho vtedy vysvetliť.

Vesmírna kováčska dielňa drahých kovov

Metzger, Patel a ich tím teraz dokázali, že tento tajomný signál pochádza z rádioaktívneho rozpadu ťažkých prvkov. Tieto prvky vznikli jadrovou reakciou v kôre neutrónovej hviezdy a následne ich explózia vymrštila do okolitého priestoru.

Vedci odhadujú, že až 10 % všetkých vzácnych kovov na Zemi môžu vytvárať práve magnetary. Hoci vedci navrhli mnoho potenciálnych mechanizmov tvorby týchto prvkov, toto predstavuje len druhý potvrdený proces, ktorým vesmír syntetizuje najťažšie prvky. Prvý – zlúčenie neutrónových hviezd – predpovedal Metzger v roku 2010 a potvrdenie prišlo v roku 2017.

K objavu dospeli koncom minulého roka, keď Patel skúmal tvorbu prvkov pri zábleskoch magnetarov. Len dva týždne pred 20. výročím obrovského záblesku z roku 2004 vypočítal očakávané gama žiarenie z týchto prvkov. „Maximálna jasnosť a časový priebeh predpovedaného žiarenia dokonale zodpovedali nevysvetlenému pozorovaniu z roku 2004. V tom momente sme pochopili, že sme práve urobili prevratný objav,“ vysvetľuje Patel.

Metzger dodáva: „Tento jediný gigantický záblesk vytvoril toľko ťažkých prvkov, že podobné udalosti počas histórie našej galaxie mohli vyprodukovať významnú časť všetkých týchto prvkov na Zemi. Predstava, že platina v mojej svadobnej obrúčke vznikla pri takej kataklyzmatickej udalosti, ma napĺňa pokorou. Tento objav otvára množstvo nových otázok o úlohe magnetarov pri šírení prvkov naprieč vesmírom.“

Keď nabudúce pohladíš zlatý prsteň alebo platinové náušnice, zamysli sa nad ich pôvodom v jednej z najdivokejších explózií vesmíru. Tieto vzácne kovy vznikajú za podmienok, ktoré si nedokážeme ani predstaviť – pri teplotách a tlakoch nedosiahnuteľných na Zemi.

Tento objav neposúva len naše chápanie pôvodu prvkov, ale pripomína aj prepojenosť celého kozmu. Atómy zlata v tvojich šperkoch možno vznikli v magnetarovom záblesku pred miliardami rokov, putovali vesmírom ako súčasť medzihviezdneho prachu a nakoniec sa stali súčasťou našej Zeme.

Výskumníci budú ďalej študovať magnetary a ich úlohu pri tvorbe ťažkých prvkov. Mnoho otázok o týchto fascinujúcich objektoch a ich vplyve na chemické zloženie vesmíru stále čaká na odpovede. Isté však zostáva to, že pohľad na vzácne kovy už nikdy neostane rovnaký, keď vieš o ich zrode pri najextrémnejších udalostiach vesmíru.

Čítajte viac z kategórie: Zaujímavosti