Egy nemzetközi kutatócsoport legújabb, számítógépes modellek segítségével végzett vizsgálatával arra jutott, hogy a neutroncsillagok ütközésekor létrejött nehéz elemek képesek más szupernóvák lökéshullámain „átszörfözni” a galaxisunkon egészen a Földre.

 

Így megtalálhatjuk, hol van esély az életre a Földön kívül?

„Amellett, hogy megértettük, miképpen gazdagodott bolygónk bizonyos elemekkel, az új eredmények segítenek annak vizsgálatában is, hogy a Naprendszeren kívül mely bolygókon lehet élet a legnagyobb valószínűséggel. A bennünket körülvevő kémiai elemek egy része szupernóvának nevezett csillagrobbanások vagy extrém sűrűségű égitestek, úgynevezett neutroncsillagok ütközése során keletkezett” – írták a Konkoly Thege Csillagászati Intézet munkatársai, a Hertfordshire-i Egyetem kutatóival együttműködésében készült tanulmányukkal kapcsolatban.

 

Nehéz elemek a Földön

A kutatókat régóta foglalkoztatta a kérdés, hogy a nehéz elemek hogyan kerültek a Földre. De főleg, hogy a különböző helyekről származó elemek hogyan érhették el látszólag egy időben bolygónkat.

[kiemelt]A rejtély először 2021-ben bukkant fel, amikor a kutatók radioaktív izotópok furcsa elegyét fedezték fel mélytengeri kőzetekben.[/kiemelt]

Az izotópok nem a mi naprendszerünkből, hanem a galaxis más részein felrobbant csillagokból származtak. A detektált izotópok némelyike különösen izgalmas volt a kutatóközösség számára, mert nagyon eltérő környezetben kellett képződniük. A kutatók egyebek mellett felfedezték a fehér törpék robbanásakor keletkező mangán-53-at, a magösszeomlást elszenvedő szupernóvákban létrejövő vas-60-at és a plutónium-244-et. Utóbbi általában akkor képződik, amikor a világegyetem egyik legsűrűbb anyagú égitestjeinek kettősei, az úgynevezett neutroncsillag kettős tagjai ütköznek össze.

Ezeket a meglehetősen különböző izotópokat azonban hasonló mélységből gyűjtött mélytengeri mintákban találták. Ahhoz, hogy elérjék bolygónk felszínét, ezeknek az izotópoknak le kellett ülepedni a Föld légköréből valamikor az elmúlt néhány millió évben. Mivel az idővel kőzetté alakuló mélytengeri üledékek rétegről rétegre rakódnak le, a kutatókat meglepte, hogy a három különböző csillagrobbanásból származó izotópokat nagyjából azonos rétegekben találták. Ez ugyanis azt jelenti, hogy együtt érkezhettek a Földre, ha merőben eltérő helyről indultak is.

 

Milyen módon zajlott a kutatás?

Benjamin Wehmeyer, a Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) munkatársa vezette kutatócsoport a Hertfordshire-i Egyetem szakembereivel közösen számítógépes modellekkel vizsgálta meg az izotópok galaktikus útját, hogy megtudják, miképpen érkezhettek egyszerre a Földre.

Arra az eredményre jutottak, hogy különböző asztrofizikai események, például neutroncsillag-ütközések vagy fehértörpe-robbanások kilökött anyagait az ezeknél sokkal gyakoribb, magösszeomlást elszenvedő szupernóvák lökéshullámai hajtják végig a galaxison.

[kiemelt]Ezek a szupernóvák nagy tömegű csillagok magjainak robbanásai, amelyek sokkal gyakrabban fordulnak elő, mint két neutroncsillag egyesülése, vagy a fehér törpék robbanása.[/kiemelt]

A kutatók megfigyelték, hogy az ilyenkor létrejövő izotópok képesek „szörfözni” a szupernóvák lökéshullámain. Ez azt jelenti, hogy a különböző helyeken létrejövő izotópok végül együtt utazhatnak a magösszeomlást elszenvedő szupernóvák lökéshullámainak peremén. Az így felsepert anyag egy része a Földön kötött ki, ami megmagyarázhatja, hogy miért találták meg együtt az említett izotópokat a mélytengeri kőzetek ugyanazon rétegeiben.

Benjamin Wehmeyer, a tanulmány vezető szerzője a vizsgálat részleteit bemutatva elmondta, hogy munkatársai kőzetmintákat emeltek ki az óceán fenekéről, feloldották és gyorsítóba helyezték azokat. Ezután rétegről rétegre megvizsgálták az izotópok összetételét. Ezt követően számítógépes modelljeik segítségével dolgozták fel a kapott adatokat, hogy megtudják, hogyan mozognak az atomok a galaxisban.

 

Talán léteznek még lakható bolygók a Földön túl

„Ez egy nagyon fontos előrelépés, hiszen nem csak azt mutatja meg, hogyan terjednek az izotópok a galaxisban, de azt is, hogyan érhetik el nagy mennyiségben az exobolygókat – vagyis a Naprendszeren túli bolygókat. Ez rendkívül izgalmas, mert az izotóp-bőség fontos tényező annak megállapításakor, hogy egy exobolygón meg tud-e maradni a víz folyékony állapotban – ami kulcsfontosságú az élethez” – összegezte a kutató. Továbbá hozzátette, hogy a jövőben az új eredmények segítségével azonosíthatják a galaxis azon térségeit, ahol lakható exobolygók lehetnek.