Sciencemag.cz
Doporučujeme
Po srážce dvou neutronových hvězd a zrodu černé díry vědci dokázali sledovat teplotu elementárních částic. To poprvé umožnilo změřit fyzikální podmínky při kosmické události tohoto typu.
Studovaná srážka dvou neutronových hvězd vytvořila dosud nejmenší pozorovanou černou díru. Kromě toho měla za následek i vznik ohnivé koule, která se rozpíná téměř rychlostí světla. V následujících dnech zářila jasem srovnatelným se stovkami milionů Sluncí.
Tento zářivý objekt (kilonova) svítí tak jasně díky emisi velkého množství záření z rozpadu těžkých radioaktivních prvků, které se při explozi vytvořily.
Kombinací měření světla kilonovy, provedených pomocí teleskopů po celém světě, se mezinárodnímu týmu vědců z dánského Institutu Nielse Bohra pomocí popisu exploze lépe pochopit procesy, za nichž vznikají prvky těžší než železo.
„Exploze se dramaticky vyvíjí hodinu po hodině, takže žádný teleskop nemůže sledovat celý její příběh. Zorný úhel jednotlivých dalekohledů na tuto událost je blokován rotací Země. Kombinací dosavadních měření z Austrálie, Jižní Afriky a Hubbleova vesmírného dalekohledu však můžeme její vývoj sledovat velmi podrobně. Celek přitom poskytuje víc informací než součet jednotlivých souborů dat,“ říká Albert Sneppen, doktorand Niels Bohr Institute a hlavní autor nové studie.
Těsně po srážce měla roztříštěná hvězdná hmota teplotu mnoha miliard stupňů tedy – tedy řádově tisíckrát vyšší než jádro Slunce (13 milionů stupňů) a srovnatelnou s teplotou vesmíru pouhou sekundu po velkém třesku. Takto extrémní teploty mají za následek, že elektrony nejsou navázány na atomová jádra, ale vznášejí se v ionizovaném plazmatu. V následujících okamžicích, minutách, hodinách a dnech se však hvězdná hmota ochlazuje, stejně jako celý vesmír po velkém třesku.
370 000 let po velkém třesku klesla teplota dostatečně na to, aby se elektrony mohly připojit k atomovým jádrům a vytvořit první atomy. Světlo se nyní mohlo volně pohybovat vesmírem, protože již nebylo blokováno volnými elektrony. Podobný proces sjednocování elektronů s atomovými jádry můžeme nyní pozorovat i v hmotě exploze.
Jedním z konkrétních výsledků je pozorování těžkých prvků, jako je stroncium a yttrium. Ty lze snadno detekovat, ale je pravděpodobné, že při explozi vzniklo i mnoho dalších těžkých prvků, o jejichž původu jsme dosud neměli jistotu.
„Nyní můžeme pozorovat okamžik, kdy se atomová jádra a elektrony spojují v následném záblesku. Poprvé vidíme vznik atomů, můžeme měřit teplotu hmoty a sledovat mikrofyziku události tohoto typu,“ dokončuje průvodní tisková zpráva.
Albert Sneppen et al, Emergence hour-by-hour of features in the kilonova AT2017gfo, Astronomy & Astrophysics (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202450317
Zdroj: Astronomy & Astrophysics / Phys.org, přeloženo / zkráceno
