Pada 3 Jun, 3.9 bilion tahun cahaya jauh, dua bintang neutron yang padat - badannya masing-masing kira-kira 1.5 kali jisim matahari tetapi hanya saiz kota yang berlanggar. Para saintis yang mengkaji acara itu mengatakan ia menyelesaikan misteri yang berkekalan tentang pembentukan unsur-unsur di alam semesta kita.
"Ia adalah jenis letupan yang sangat cepat, bencana, sangat bertenaga, " kata Edo Berger, seorang ahli astronomi di Pusat Harvard-Smithsonian untuk Astrofizik. Perlanggaran besar melepaskan jet gamma yang berkuasa di seluruh alam semesta. Lampu kilat, yang berlangsung hanya dua per sepuluh detik, telah diambil oleh satelit Swift NASA dan menghantar para astronom bergegas untuk mengumpul data.
Dalam beberapa hari akan datang, teleskop di Chile dan Teleskop Angkasa Hubble mengalihkan perhatian mereka kepada rantau ini. Hari ini, Berger dan rakan-rakannya mengumumkan pada sidang akhbar di Cambridge, Massachusetts, bahawa analisis mereka mendedahkan bahawa perlanggaran bintang neutron bertanggungjawab untuk pembentukan hampir semua elemen berat di alam semesta-senarai yang termasuk emas, raksa, plumbum dan platinum lebih lagi.
"Persoalan ini di mana unsur-unsur seperti emas berasal dari sekian lama, " kata Berger. Walaupun banyak ahli sains telah lama mendakwa bahawa letupan supernova adalah sumbernya, beliau berkata pasukannya-yang merangkumi Wen-fai Fong dan Ryan Chornock dari jabatan astronomi Harvard-mempunyai bukti bahawa supernovas tidak diperlukan. Perlanggaran bintang neutron ini menghasilkan semua elemen yang lebih berat daripada besi, katanya, "dan mereka melakukannya dengan cekap sehingga mereka boleh memikirkan semua emas yang dihasilkan di alam semesta."
Perlanggaran seperti ini berlaku apabila kedua-dua bintang dalam sistem binari secara berasingan meletup sebagai supernova, dan kemudian jatuh ke dalam diri mereka, meninggalkan sepasang bintang neutron terikat. Ketika mereka melilit satu sama lain, bintang-bintang secara perlahan ditarik bersama oleh daya graviti, sehingga mereka bertembung.
"Mereka sangat padat - pada dasarnya peluru terbang di antara satu sama lain pada kira-kira sepuluh peratus kelajuan cahaya, " kata Berger. Perlanggaran yang terhasil membawa banyak jisim di satu lokasi yang runtuh pada dirinya sendiri, memicu pembentukan lubang hitam. Sebilangan kecil perkara, walaupun, dibuang ke luar, dan akhirnya dimasukkan ke dalam generasi bintang dan planet generasi seterusnya di galaksi sekelilingnya. Pemerhatian dekat pelanggaran bintang neutron terbaru ini menunjukkan kandungan bahan yang dikeluarkan.
Sebagai lubang hitam dibentuk, Berger berkata, ia mengeluarkan burst ray-gamed dikodkan sebagai GRB (gamma-ray burst) 130603B. Dalam beberapa minit, instrumen-instrumen di Chile mencari keterangan lebih lanjut mengenai perlanggaran itu dan mendapati "selepas cahaya" ringkas cahaya yang kelihatan, yang dihasilkan oleh zarah-zarah yang dibuang dari letupan yang terbenam ke persekitaran sekitarnya. Ini memberikan para astronom dengan lokasi dan jarak yang tepat dari peristiwa itu, dan hakikat bahawa perlanggaran berlaku agak dekat-sekurang-kurangnya dalam segi astronomi-menimbulkan harapan bahawa akan ada kesempatan untuk mengumpulkan data baru yang sebelumnya tidak tersedia.
Pada 12 Jun, teleskop Hubble, dilatih di lokasi ini, mengesan pelepasan cahaya inframerah yang berbeza, isyarat berasingan daripada letupan pertama. Tanda tangan inframerah, kata Berger, disebabkan oleh kerosakan radioaktif unsur berat eksotik (seperti uranium dan plutonium) yang terbentuk semasa perlanggaran dan dikeluarkan ke luar. Kerana cara membentuk elemen berat, emas mestilah terbentuk juga. "Jumlah elemen berat yang dihasilkan adalah kira-kira satu peratus jisim matahari, " katanya. "Emas, dalam pengedaran itu, adalah kira-kira 10 bahagian per juta-sehingga keluar sepuluh kali massa bulan dalam emas sahaja."
Kerana pasukan tahu berapa kerap berlaku perlanggaran ini, dan kini boleh menyimpulkan berapa banyak bahan yang dihasilkan dengan setiap peristiwa, mereka dapat membandingkan jumlah jumlah elemen berat yang dihasilkan oleh pelanggaran bintang neutron dengan jumlah yang diketahui di alam semesta. Kesimpulan pasukan, yang juga diterbitkan hari ini dalam Surat Jurnal Astrophysical, adalah peristiwa-peristiwa ini adalah penjelasan yang mencukupi untuk semua elemen berat kami, termasuk emas. Selepas ia dicipta dalam pelbagai perlanggaran dan dikeluarkan ke luar, elemen berat akhirnya dimasukkan ke dalam pembentukan bintang dan planet masa depan. Yang bermaksud bahawa semua emas di Bumi, bahkan emas dalam cincin perkahwinan anda, mungkin berasal dari perlanggaran dua bintang yang jauh.
Penemuan baru ini juga menyelesaikan persoalan yang berkaitan: Sama ada pelepasan sinar gamma ini yang disebut "durasi pendek" pecah-boleh dikaitkan secara jelas dengan pelanggaran dua bintang neutron. "Kami telah mengumpulkan banyak bukti menduga bahawa mereka datang dari perlanggaran dua bintang neutron, tetapi kami benar-benar tidak mempunyai tandatangan 'senjata api' yang jelas, " kata Berger. "Acara ini menyediakan untuk pertama kalinya, 'pistol merokok.'"
Dalam beberapa tahun akan datang, pasukan Harvard-Smithsonian dan yang lain akan terus mencari pelanggaran bintang neutron supaya data selanjutnya dapat dikumpulkan dan dianalisis. Sudahpun, walaupun mempunyai peristiwa yang jarang berlaku (dalam Bima Sakti, mereka berlaku sekali kira-kira setiap 100, 000 tahun) berlaku pada jarak yang cukup untuk jenis pemerhatian ini agak kebetulan. "Saya telah menghabiskan sedekad yang lalu dalam hidup saya untuk menyelesaikan masalah pecah sinar gamma, dengan teliti mengumpul bukti dan menunggu satu peristiwa besar, " kata Berger. "Sangat memuaskan untuk akhirnya mendapatkan bukti yang dapat memberitahu kita apa yang berlaku dengan cara yang lebih pasti."
