Kako nastaju zlato i drugi teški metali? Stručnjaci sumnjaju na jedan od najsilovitijih sudara u svemiru

Kozmičko podrijetlo elemenata težih od željeza dugo je bila nepoznanica. Jedno takvo “rodilište” izašlo je na vidjelo 2017. kada su se dvije mrtve zvijezde bogate neutronima sudarile i izbacile zlato, platinu i druge teške elemente. Nekoliko godina poslije, sudar neutronske zvijezde i crne rupe navelo je znanstvenike da se pitaju koja je vrsta kozmičkog sukoba bila plodnija ljevaonica elemenata. Sada imaju odgovor. Sudar dviju neutronskih zvijezda vjerojatni je “pobjednik”.

Za stvaranje teških elemenata nakon bilo koje vrste sudara, materijal neutronske zvijezde mora biti odbačen u svemir, gdje niz nuklearnih reakcija zvanih r-proces može transformirati tvar.

“Koliko je tvari izbačeno u svemir, ako uopće, ovisi o različitim čimbenicima. Primjerice, u sudarima neutronske zvijezde i crne rupe, crna rupa mora biti relativno mala, ili nema nade. Odmah će progutati neutronsku zvijezdu, a da ništa ne izbaci”, kaže astrofizičar Hsin-Yu Chen s MIT-a.

Ostaju pitanja o obje vrste sudara, uočenih preko utjecaja na tkivo prostor-vremena. Stoga su Chen i suradnici razmatrali niz mogućnosti za svojstva neutronskih zvijezda i crnih rupa, kao što su raspodjela njihovih masa i brzina njihovih rotacija.

Tim je zatim izračunao masu koju je izbacila svaka vrsta sudara u tim različitim uvjetima. U većini scenarija, spajanje neutronske zvijezde i crne rupe stvorilo je manju količinu teških elemenata od dviju neutronskih zvijezda, u jednom slučaju samo oko stotinke količine.

Ipak, konačno rangiranje tvornica elemenata ostaje misterij. Znanstvenici su usporedili samo ove dvije vrste sudara, a ne i druge moguće izvore teških elemenata poput eksplodirajućih zvijezda (supernova).