Kuidas tekivad nn rasked elemendid nagu uraan või kuld?

Kõige kergemad elemendid sündisid Suure Paugu tagajärjel, raskemad tekivad tuumasünteesi käigus. Küsimus, kuidas tekivad veel raskemad elemendid nagu kuld või uraan, oli teadlastel kindla vastuseta.

Tõde leiti helendavast gaasipilvest, mis tekkis kahe neutrontähe kokkupõrkel, vahendab ajakiri Imeline Teadus.

Kaks neutrontähte, mis ümber teineteise paarissüsteemis kosmilist tantsu keerutavad, on universumi kontekstis küll tibatillukesed – neil on läbimõõtu ainult 20 kilomeetri ringis –, kuid mõlemad on siiski palju tihedamad ja massiivsemad kui meie Päike.

Raskusjõu mõjul liiguvad need teineteisele aina lähemale ja lähemale ning nende tants muutub üha kiiremaks, kuni tähed lõpuks kokku põrkavad.

Suurem osa nende massist saab mustaks auguks, ülejäänu paisatakse kuuma gaasipilvena laiali. See pilv paisub ülikiiresti – kiiru­sel, mis on lausa kolmandik valguse omast – ja selle läbimõõt muutub suurlinna omast 36 tunniga peaaegu meie Päikese­süsteemi omaga võrreldavaks.

130 miljonit aastat pärast kahe tähe kokku­põrget ehk 2017. aastal suunavad astro­noomid Maa eri paigus 70 observatooriumi teleskoobid selle kosmilise kokku­põrke poole.

Sealt lähtuvad gravitatsioonilained olid andnud astronoomidele teate, et neil võib avaneda võimalus kilonoovat vaadelda ja nii oskasidki nad valmis olla, kui suurejooneline valgusetendus 11 tundi hiljem algas või õieti selle valgus teleskoopidesse jõudis. See oli esimene kilonoova-vaatlus.

See nähtus tekib siis, kui kompaktses kaksiksüsteemis, mille osadeks on näiteks kaks neutronähte või neutrontäht ja must auk, põrkavad kokku selle liikmed. Kilo­noovas vabaneb tavalisest noovast, mille üks osa on valge kääbustäht, tuhat korda enam kiirgust.

Kõige kergemad elemendid – vesinik ja heelium, pisut ka liitiumi ja berülliumi – tekkisid Suure Paugu käigus. Raskemad, näiteks raud, mille aatomnumber on 26, sünnivad tähtedes tuumasünteesi tagajärjel.

Veel raskemad, näiteks gallium ja broom, vajavad midagi võimsamat, näiteks supernoovaplahvatust. Mis aga puudutas näiteks kulda (aatomnumber 79), siis selle ja teiste suure aatomnumbriga elementide puhul kehtis hüpotees, et need tekivad neutrontähtede ühinemisel.

2017. aastal tehtud kilonoova vaatlustel avanes teadlastel esimest korda võimalus seda hüpoteesi kontrollida.

Loe lähemalt septembri Imelisest Teadusest!