Uppruni gulls fannst með þyngdarbylgjum

Uppgötvun vísindamanna á þyngdarbylgjum hefur getið af sér fyrstu meiriháttar uppgötvunina. Með hjálp þyngdarbylgna hafa stjarneðlisfræðingar geta fylgst með árekstri tveggja nifteindastjarna í annarri vetrarbraut. Mælingar þeirra staðfesta að þung frumefni eins og gull og platína verða til við slíkar stjarnfræðilegar hamfarir. Tveir Íslendingar tóku þátt í tímamótauppgötvuninni.

Vísindasamfélagið taldi sig hafa himin höndum tekið þegar staðfest var að tekist hefði að greina svonefndar þyngdarbylgjur í byrjun árs í fyrra. Þyngdarbylgjur eru nokkurs konar gárur í tímarúminu sem myndast  við samruna gríðarlega massamikilla fyrirbæra eins og svarthola eða nifteindastjarna. Albert Einstein spáði fyrir um tilvist þeirra fyrir hundrað árum.

Mælingarnar á samruna tveggja nifteindastjarna sem vísindamenn tilkynntu um í dag eru þær fyrstu þar sem mönnum hefur tekist að beina hefðbundnum sjónaukum að uppsprettu þyngdarbylgna og mæla ljós frá henni.



Fundu upptökin í 130 milljón ljósára fjarlægð

Kenningar hafa verið um að samruni nifteindastjarna væru orsök stuttra blossa orkumikillar gammageislunar sem sést hafa með sjónaukum frá jörðinni. Nifteindastjörnur eru gríðarlega þéttir en smáir kjarnar sólstjarna sem eru margfalt massameiri en sólin.

Vísindamenn höfðu leitt líkur að því að árekstur þeirra gætu myndað öflugar sprengingar gammageislunar sem nefnast kílónóvur. 

Það var í ágúst sem þyngdarbylgjumælarnir LIGO í Bandaríkinum og Virgo á Ítalíu námu þyngdarbylgjur sem bárust í gegnum jörðina. Aðeins tveimur sekúndum síðar sáu geimsjónaukar stuttan gammablossa úr sömu átt á himninum, að því er segir í frétt á Stjörnufræðivefnum.

Næstu tvær vikur tjölduðu vísindamenn öllu til og beindu öflugust sjónaukum jarðar að upptökum bylgnanna og blossans, þar á meðal Hubble-geimsjónaukanum. Þau fundust í NGC 4993, linsulaga vetrarbraut, í um 130 milljón ljósára fjarlægð frá jörðinni.

Atburðurinn sem myndaði þyngdarbylgjurnar reyndist vera samruni tveggja nifteindastjarna. Mælingarnar staðfesta að kenningar um að gammablossar myndist við samruna af þessu tagi eigi við rök að styðjast.

Guðlaugur Jóhannesson, stjarneðlisfræðingur við Háskóla Íslands, segir þyngdarbylgjurnar hafa leikið gríðarlega mikilvægt hlutverk í að staðfesta að um samruna nifteindastjarna hafi verið að ræða. Hann átti þátt í rannsókninni ásamt Páli Jakobssyni, stjarneðlisfræðingi við HÍ.

„Við gátum ekki staðfest þetta bara með gammageislunum og sýnilegu ljósi. Við höfðum vísbendingar frá þessu mælingum um að þetta gætu mögulega verið nifteindastjörnur. Nú höfum við fengið staðfestingu á því með þyngdarbylgjunum“ segir Guðlaugur við Vísi.

Staðfestir að gull myndast við samruna nifteindastjarna

Litrófsmælingar sjónaukanna á samrunaum varpaði einnig ljósi á ráðgátu um myndun þungra frumefna eins og gulls og platínu. Kenningar hafa verið um að frumefni þyngri en járn myndist við samruna nifteindastjarna. Mælingarnar á árekstrinum nú sýna fram á það svart á hvítu.

Við kílónóvuna þeytast þessir þungmálmar út í geim á allt að því fimmtungi af hraða ljóssins þar sem það verður svo að efnivið í myndun reikistjarna. Gull og fleiri málmar á jörðinni virðast því hafa orðið til við árekstur nifteindastjarna fyrir milljörðum ára.

Þrír stofnenda LIGO-verkefnisins hlutu Nóbelsverðlaunin í eðlisfræði fyrr í þessum mánuði vegna uppgötvunar þyngdarbylgnanna í september árið 2015.

Athuganirnar nú eru aðeins fjórða eða fimmta skiptið sem þyngdarbylgjur greinast. Guðlaugur segir að þær séu að opna nýjan glugga á alheiminn sem geti vonandi breytt sýn manna á orkumikla atburði eins og árekstra svarthola og nifteindastjarna.

„Hingað til höfum við nær eingöngu notast við rafsegulgeislun sem er allt frá útvarpsbylgjum og upp í háorkugammageisla en þyngdarbylgjurnar hegða sér öðruvísi og koma með algerlega nýjan glugga,“ segir hann.