Pressemeddelelse
Tungt grundstof dannet ved kollision imellem neutronstjerner fundet for første gang
Nydannet strontium er for første gang fundet i rummet med ESO teleskop. Danske astronomer er med i front i den nye opdagelse
23. oktober 2019
For første gang er et nydannet tungt grundstof, nemlig strontium fundet i rummet i efterdønningerne af en kollision imellem to neutronstjerner. Den nye opdagelse er gjort med ESOs X-shooterspektrograf på Very Large Telescope (VLT), og den offentliggøres idag, 23. oktober 2019 i tidsskriftet Nature. Opdagelsen er en bekræftelse af, at de tunge grundstoffer i Universet kan dannes ved sammenstød af neutronstjerner. Dermed har vi fundet en af de manglende brikker til puslespillet om dannelsen af de grundstoffer, vi kender. Og der er en særlig grund til at fejre opdagelsen med fyrværkeri, for det er strontiumsalt, som giver den flotte røde farve!
Efter opdagelsen i 2017 af tyngdekraftsbølger, som strømmede forbi Jorden, rettede ESO sine teleskoper i Chile, og blandt andet VLT, imod kilden: et sammenstød, som har katalogbetegnelsen GW170817, imellem to neutronstjerner. Astronomerne havde en mistanke om, at tunge grundstoffer kan dannes i neutronstjernesammenstød, og at man så ville kunne finde spor af den slags grundstoffer i kilonovaer - eksplosionen som følger efter sådan et sammenstød. Det er lige det, som nu er sket, med brug af data fra instrumentet X-shooter, som er monteret på VLT.
Siden GW170817-hændelsen har ESOs teleskoper holdt øje med kilonovaeksplosionens udvikling i et bredt bølgelængdeområde. X-shooter kan især optage spektrer i området fra ultraviolet til nær-infrarød. Den første analyse af disse spektrer antydede, at der var dannet tunge grundstoffer i kilonovaen, men indtil nu har astronomerne ikke kunnet udpege præcist hvilke grundstoffer der er tale om.
"Vi har genanalyseret data fra sammenstødet i 2017, og nu har vi identificeret sporet af eet tungt grundstof i eksplosionen, nemlig strontium, så vi har vist, at kollision imellem neutronstjerner kan danne dette grundstof i Universet," siger hovedforfatteren til artiklen Darach Watson fra Københavns Universitet. Her på Jorden forekommer strontium naturligt i jorden, og det findes mere koncentreret i visse mineraler. Det er strontiumsalte, som giver fyrværkeri den klare røde farve.
Astronomerne har kendt til de fysiske processer, som danner grundstofferne siden 1950'erne. I de følgende årtier har forskerne også fundet frem til, hvor i rummet disse store atomkernefabrikker befinder sig, bortset fra eet. "Det her er sidste trin i en årtier lang jagt for at finde ud af, hvor de forskellige grundstoffer dannes," fortæller Watson. "Vi véd, at de processer, som har dannet grundstofferne, hovedsagelig er foregået i almindelige stjerner eller i de ydre lag af gamle stjerner. Men indtil nu har vi ikke vidst, hvor den manglende proces - det, som kaldes hurtig neutronindfangning - har kunnet foregå. Det er den proces, som danner de tungeste grundstoffer i det periodiske system."
Ved hurtig neutronindfangning indfanger en atomkerne en neutron, og det skaber mulighed for dannelsen af meget tunge grundstoffer. Selvom mange af grundstofferne dannes i stjernernes indre, er der selv der ikke kræfter, som er stærke nok til at danne grundstoffer som for eksempel strontium, der er tungere end jern. Hurtig neutronindfangning kræver meget intense energier, så det kan kun foregå naturligt i ekstreme situationer, hvor atomkerner bliver bombarderet med enorme mængder af neutroner.
"Det her er første gang, hvor vi direkte kan sammenholde stof, som er nydannet ved neutronindfangning med sammenstødet imellem neutronstjerner, og det bekræfter dels, at neutronstjerner faktisk består af neutroner, og dels at hurtig neutronindfangning, som det så længe har været debatteret, er koblet til denne type sammenstød," siger Camilla Juul Hansen fra Max Planck Institute for Astronomy i Heidelberg. Hun har også haft en større rolle i undersøgelsen.
Først nu begynder forskerne bedre at kunne forstå neutronstjernesammenstød og kilonovaer. Den begrænsede forståelse af disse nye fænomener, samt andre udfordringer i spektrerne, som er optaget med VLTs X-shooter har gjort, at astronomerne først for nyligt har været istand til at identificere individuelle grundstoffer i spektrerne.
"Faktisk fik vi ret tidligt efter observationerne ideen om, at vi måske ville kunne se strontium. Men det viste sig, at det var meget svært faktisk at underbygge ideen. Besværlighederne skyldtes, at vi generelt ikke kender ret meget til spektrerne for de tunge grundstoffer i det periodiske system," fortæller Jonatan Selsing fra Københavns Universitet. Han har også haft en ledende rolle i forbindelse med artiklen.
Sammenstødet GW170817 var den femte registrering af tyngdekraftsbølger nogensinde. Det kan gøres nu takket være NSFs og Virgo Interferometeret i Italien. Kilden befinder sig i galaksen NGC 4993, og det var det første sammenstød, og indtil nu det eneste, hvor kilden til en tyngdekraftsbølge også er blevet observeret i synligt lys med teleskoper fra Jordens overflade.
En samlet indsats fra LIGO, Virgo og VLT har givet os den hidtil klareste forståelse af, hvordan neutronstjerner og deres voldsomme sammenstød fungerer.
Mere information
Forskningsresultaterne her offentliggøres i en artikel i tidsskriftet Nature den 24. oktober 2019.
Forskerholdet består af D. Watson (Niels Bohr Institutet & Cosmic Dawn Center, Københavns Universitet), C. J. Hansen (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Tyskland), J. Selsing (Niels Bohr Institutet & Cosmic Dawn Center, Københavns Universitet), A. Koch (Center for Astronomy of Heidelberg University, Tyskland), D. B. Malesani (DTU Space, Danmarks nationale Ruminstitut, Danmarks Tekniske Universitet, & Niels Bohr Institute & Cosmic Dawn Center, Københavns Universitet), Anja C. Andersen (Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet), J. P. U. Fynbo (Niels Bohr Institutet & Cosmic Dawn Center, Københavns Universitet), A. Arcones (Institute of Nuclear Physics, Technical University of Darmstadt, Tyskland & GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt, Tyskland), A. Bauswein (GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt, Tyskland & Heidelberg Institute for Theoretical Studies, Tyskland), S. Covino (Astronomical Observatory of Brera, INAF, Milano, Italien), A. Grado (Capodimonte Astronomical Observatory, INAF, Napoli, Italien), K. E. Heintz (Centre for Astrophysics and Cosmology, Science Institute, University of Iceland, Reykjavík, Island & Niels Bohr Institute & Cosmic Dawn Center, Københavns Universitet), L. Hunt (Arcetri Astrophysical Observatory, INAF, Firenze, Italien), C. Kouveliotou (George Washington University, Physics Department, Washington DC, USA & Astronomy, Physics and Statistics Institute of Sciences), G. Leloudas (DTU Space, Danmarks nationale Ruminstitut, Danmarks Tekniske Universitet, & Niels Bohr Institute & Cosmic Dawn Center, Københavns Universitet), A. Levan (Department of Physics, University of Warwick, UK), P. Mazzali (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, UK & Max Planck Institute for Astrophysics, Garching, Tyskland), E. Pian (Astrophysics and Space Science Observatory of Bologna, INAF, Bologna, Italien).
ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. Australien er med som strategisk partner. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".
Links
Kontakter
Darach Watson
Cosmic Dawn Center (DAWN), Niels Bohr Institute, University of Copenhagen
Copenhagen, Denmark
Mobil: +45 24 80 38 25
E-mail: darach@nbi.ku.dk
Camilla J. Hansen
Max Planck Institute for Astronomy
Heidelberg, Germany
Tel: +49 6221 528-358
E-mail: hansen@mpia.de
Jonatan Selsing
Cosmic Dawn Center (DAWN), Niels Bohr Institute, University of Copenhagen
Copenhagen, Denmark
Mobil: +45 61 71 43 46
E-mail: jselsing@nbi.ku.dk
Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
E-mail: pio@eso.org
Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk
og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org
Om pressemeddelelsen
Pressemeddelelse nr.: | eso1917da |
Navn: | GW170817 |
Type: | Early Universe : Star : Evolutionary Stage : Neutron Star |
Facility: | Very Large Telescope |
Instruments: | X-shooter |
Science data: | 2019Natur.574..497W |
Our use of Cookies
We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.
ESO Cookies Policy
The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.
This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.
What are cookies?
Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.
Categories of cookies we use
Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.
Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.
Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.
Matomo Cookies:
This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.
On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.
Matomo cookies settings:
Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.
Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.
YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.
Cookies can also be classified based on the following elements.
Regarding the domain, there are:
- First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
- Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.
As for their duration, cookies can be:
- Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
- Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.
How to manage cookies
Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.
In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:
Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.
You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).
Updates to the ESO Cookies Policy
The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.
Additional information
For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.
As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.