Kuvassa Rapusumun supernovajäänne. Sumun keskustassa on nopeasti pyörivä neutronitähti. Kuva ESO

Kollapsaarit tuottavat suurimman osan universumin raskaista alkuaineista

Uudet simulaatiot osoittavat, että äärimmäinen kuumuus romahtavien tähtien kertymäkiekoissa on voinut synnyttää valtaosan maailmankaikkauden rautaa raskaammista alkuaineista.

Universumin kolme kevyintä alkuainetta – vety, helium ja litium – syntyivät minuuttien kuluessa alkuräjähdyksestä. Näitä raskaammat alkuaineet rautaan saakka puolestaan taottiin myöhemmin tähtien ytimissä.

Rautaa raskaampien alkuaineiden, kuten kullan ja uraanin alkuperä on sen sijaan epäselvempi.

"Yhä on paljon sellaista mitä emme oikein ymmärrä raskaiden alkuaineiden muodostumisesta universumissa", sanoo Daniel Siegel Perimeter-instituutista.

Rautaa raskaampien alkuaineiden synnyn uskotaan vaativan atomiytimeltä nopeaa neutronien ottoa. Tapahtumaa kutsutaan r-prosessiksi.

Vuonna 2017 painovoima-aaltoina havaitussa neutronitähtitörmäyksessä syntyi musta aukko. Sitä ympäröivä kertymäkiekon jäänne tunnistettiin tapahtuman pääasialliseksi r-prosessiaineen lähteeksi.

Samanlaisia kertymäkiekkoja on ennustettu syntyvän kollapsaareista. Kollapsaarit ovat nopeasti pyöriviä ja massiivisia tähtiä, jotka räjähtävät supernovina tai luhistuvat mustiksi aukoiksi.

Nyt tähtitieteilijöiden tekemissä simulaatioissa on osoitettu, että kollapsaarien kertymäkiekot kykenevät tuottamaan riittävästi r-prosessin aineita selittämään universumissa havaitut määrät.

"Näissä kertymäkiekoissa kiertää paljon ainetta syntyneen mustan aukon ympärillä", sanoo Siegel. Kiekon äärimmäisen kuuma ja tiheä sisäosa luo olosuhteet rautaa raskaampien alkuaineiden muodostukselle.    

Tällaiset supernovat ovat harvinaisempia kuin neutronitähtitörmäykset, mutta niiden avaruuteen syöksemä ainemäärä on suurempi. Tutkijoiden laskelmien perusteella on mahdollista, että ne tuottavat 80 prosenttia universumin rautaa raskaammista alkuaineista.

Aiheesta lisää Space.com (englanniksi)

Pysyvä linkki
Samankaltaisia uutisia
Ladataan...