Stjerne-eksplosion skaber tyngdebølger og “guldregn”

Tyngdebølger er blevet kaldt århundredets opdagelse, og nu har forskere for første gang opfanget dem fra to neutronstjerner, der er kollideret og har skabt grundstoffer som guld, platin og uran.

Når to neutronstjerner kolliderer ender det i en enorm eksplosion og tunge grundstoffer slynges væk. Det viser de nye opdagelser, som denne video fra NASA også illustrerer.

Et historisk øjeblik, der indleder en helt ny æra inden for astronomien.

Sådan beskriver forskere den nyeste observation af tyngdebølger, der i forvejen er blevet betegnet som en af århundredets største opdagelser.

For første gang er det nemlig lykkedes at måle tyngdebølger og gammaglimt fra kollisionen mellem to neutronstjerner. Opdagelsen er netop blevet offentliggjort i tidsskrifter og på pressemøder verden over.

Følg livestream om opdagelsen (engelsk) her

Blandt andet på Niels Bohr Institutet, NBI, hvor forskere er involveret i mere end 20 videnskabelige artikler i anerkendte tidsskrifter som Nature og Science omkring opdagelsen.

I kategori med nobelprisen

Jens Hjort, professor og leder af Dark Cosmology Centre på NBI, er ikke i tvivl om, hvor stor opdagelsen er:

- Det er jo helt klart i kategori med nobelprisen, hvis de altså ikke lige havde fået den. Det er på den skala, siger han.

Tyngdebølger blev forudset i af Albert Einstein i 1915, men første gang målt i 2015 som resultat af en kollision mellem to sorte huller. Den opdagelse indbragte tre amerikanske forskere nobelprisen i fysik i oktober i år.

LIGO og tyngdebølger
  • Albert Eistein forudsagde i 1915, at gravitationsbølger – i Danmark også kaldet tyngdebølger - måtte eksistere. Men dengang havde man ikke teknologien til at måle dem.
  • Den 14. september 2015 blev de observeret i virkeligheden for første gang.
  • Gravitationsbølger opstår og udbredes med lystes hastighed i tre situationer: Når to sorte huller roterer omkring hinanden og bliver til ét. Når neutronstjerner kolliderer. Eller når et sort hul og en neutronstjerne støder sammen.
  • Denne hændelse påvirker rum og tid (rumtiden ) og får rummet til at vibrere kortvarigt. Forandringerne er svære at måle, men kan registreres som små forandringer i afstande.
  • Det lykkedes for første gang nogensinde i 2015 med LIGO-detektorerne i USA. Forandringen, der blev målt, svarer til at fastslå en længdeændring på nogle få tusindedele af en atomkernes diameter på en fire kilometer lang strækning. Det sker ved hjælp af laserstråler, der måler påvirkningen fra gravitationsbølgerne, når de passerer jorden.
  • Med de fælles opdagelser fra LIGO-anlægget, det lignende Virgo-anlæg i Italien, INTEGRAL, og NASA’s Fermi-satellit, er det nu femte gang, der er registreret gravitationsbølger.
  • Opdagelsen af de første gravitationsbølgee udløste da også årets Nobelpris i fysik. Den gik til de tre amerikanske fysikere, som har været blandt hoveddrivkræfterne bag udviklingen af LIGO-anlægget.

Kilde: DTU Space

Men denne gang er tyngdebølgerne altså resultatet af et sammenstød og efterfølgende sammensmeltning mellem to neutronstjerner, der har hjemme i en galakse 140 millioner lysår herfra.

Det vil også sige, at kollisionen foregik for 140 mio. år siden. På Jorden blev den opfanget af ultrapræcise laser-observatorier. Først i Italien og dernæst LIGO-detektorerne i Washington og Louisiana den 17. august i år.

Guld, platin og uran skabt i ildregn

- Et gammaglimt er den mest energirige kilde, som vi kender i universet. De varer to sekunder, men de kan lyse mere end alle stjerner i universet tilsammen i de to sekunder, siger Jonathan Selsing, der er ph.d.-studerende på Dark Cosmology Centre.

Kollisionen mellem de to neutronstjerner åbner for en hel ny forståelse af, hvordan tunge grundstoffer som guld, platin og uran dannes. Noget som forskere i årevis har kæmpet med helt at forstå og bevise.

Nu viser det sig, at de opstår i sammenstødet mellem neutronstjernerne. En fænomen, der også kaldes en kilonova.

Inden sammenstødet kredsede to to stjerner flere hundrede gange i sekundet omkring hinanden, indtil de kolliderede i en enorm eksplosion.

Her er de enten smeltet sammen eller blevet til et sort hul, men en lille del af deres masse er undsluppet og er blevet slynget ud i rummet som en gigantisk ildkugle - og i den ildkugle er de tunge grundstoffer blevet skabt.

- For mig er det mest spændende ved denne opdagelse, at den beviser vores idé om, at de fleste af de tunge grundstoffer er skabt i kollisionen mellem neutronstjerner. For første gang i menneskets historie er vi vidne til dannelsen af tunge grundstoffer som guld og platin, siger professor Enrico Ramirez-Ruiz fra Niels Bohr Institutet i en pressemeddelelse.