Tamtego poranka w 2017 roku Władimir Lipunow włączył komputer i zobaczył coś, czego przed nim nie widział jeszcze nikt. W nocy czterokilometrowy detektor zarejestrował ślad zderzenia dwóch gwiazd neutronowych. Lipunow, astrofizyk z wieloletnim dorobkiem w modelowaniu układów podwójnych, był jednym z pierwszych ludzi na świecie, którzy ujrzeli te dane.
Błysk towarzyszący takiej kosmicznej kolizji nazwano kilonową. Jak wspomina badacz, do tamtej chwili zjawisko to istniało wyłącznie w teorii.
Dlaczego ta historia powinna zainteresować jubilerów? Pod sam koniec rozmowy, jakby mimochodem, Lipunow zauważa, że złoto i platyna zdobiące dłoń kobiety to metale zrodzone właśnie podczas takiego zderzenia. Nie chodzi przy tym o ich znikome ilości: naukowiec twierdzi, że wszystkie ciężkie pierwiastki układu okresowego wzięły swój początek w rozszerzającej się chmurze powybuchowej kilonowej. Nie rozwodzi się nad tym długo – rzuca tę uwagę jak oczywisty fakt astronomiczny i przechodzi dalej. Jednak obraz, jaki pozostawia w wyobraźni, trudno wymazać z pamięci.
Zacznijmy od samych bohaterów tego spektaklu. W ujęciu Lipunowa gwiazda neutronowa przypomina jedno gigantyczne jądro atomowe, złożone z około 10⁵⁸ neutronów i protonów powiązanych grawitacją. Zwykłe ciężkie jądra są wyjątkowo nietrwałe. Gdy upchniemy w nich zbyt wiele protonów, siły odpychania elektrostatycznego przeważają nad oddziaływaniami silnymi, które działają tylko na niezwykle małych dystansach. Takie jądro istnieje przez milisekundy. Jedynie potężna grawitacja całej gwiazdy zapobiega rozerwaniu tak monstrualnego tworu.
A teraz wyobraźmy sobie dwie takie gwiazdy krążące wokół siebie coraz szybciej i węziej, aż wreszcie dochodzi do zderzenia. Na placu boju pozostaje prawdopodobnie czarna dziura albo wyjątkowo ciężka gwiazda neutronowa. Prawdziwym problemem staje się jednak szaleńcze tempo wirowania. Siła odśrodkowa zaczyna przeważać nad grawitacją, więc natura musi pozbyć się materii, która wiruje najszybciej. To zaledwie około 1% masy gwiazdy, ale wyrzut ten unosi ze sobą aż 90% całego momentu pędu.
Czym właściwie jest ten odrzucony jeden procent? W pierwszych mikrosekundach to czysta materia jądrowa. Protony i elektrony zdążyły się już „zaprzyjaźnić”, tworząc neutrony, a swobodne neutrony błyskawicznie łączą się w ciężkie jądra. Lipunow opisuje ten proces jako gwałtowne zlepianie się struktur jądrowych. Właśnie tam, jak podkreśla, tkwi źródło ciężkich pierwiastków wszechświata.
Potem cała ta materia ucieka w przestrzeń kosmiczną. Chmura rozszerza się z prędkością 100 000 kilometrów na sekundę. Zwykła supernowa jest dziesięciokrotnie wolniejsza, a nowa – jeszcze dziesięć razy wolniejsza od supernowej.
Opublikowane w lutym 2024 roku w „Nature” badanie zespołu pod kierunkiem Yu-Hana Yanga pokazuje, jak współczesna astrofizyka bada te zjawiska. Naukowcy przeanalizowali nietypowo długi rozbłysk gamma i ustalili, że dał on początek kilonowej bogatej w lantanowce, czyli grupę pierwiastków ciężkich. Źródłem tego wybuchu było zderzenie dwóch gwiazd neutronowych albo gwiazdy neutronowej z czarną dziurą.
Dla Lipunowa koronnym dowodem na poprawność tego scenariusza pozostaje detekcja z 2017 roku. Sam spędził zresztą lata, tworząc modele komputerowe układów podwójnych, które przewidziały takie kataklizmy. Opracowany przez jego zespół „sztuczny Wszechświat” generował pary gwiazd neutronowych na długo przed tym, nim komukolwiek udało się je zaobserwować na niebie. Już w 1995 roku jego grupa opublikowała mapę nieba fal grawitacyjnych, szacując, że w zasięgu ówczesnych przyrządów powinno dochodzić do kilku takich kolizji rocznie.
Złota obrączka okazuje się więc pamiątką po kosmicznej katastrofie. Wystarczyło kilka sekund gwałtownego starcia dwóch gwiazd zbyt małych, by dojrzeć je gołym okiem: wyrzucone z prędkością jednej trzeciej prędkości światła szczątki mknęły przez kosmos, aż stały się budulcem naszej planety.
Tak więc kobiety, wiecie, mają te złote kolczyki, to wszystko, platynę, zwłaszcza suknie – to są dokładnie te metale, które powstały w wyniku tego zderzenia.
так у девушек, видите, золотые там, сергиевые, эти все, платино там, особенно платье, это именно те самые металлы, которые образовались в результате этого слияния
— Władimir Lipunow, Osnova, 61:56
Prowadzący program podsumował to jednym słowem: hipnotyzujące. Lipunow tymczasem wciąż przeliczał w pamięci zawrotne prędkości wybuchu.
