wszystko, co nas tworzy wybuchło kiedyś kruchą gwiazdą

Mgławica Krab. Pozostałość po supernowej zaobserwowanej
w 1054 roku przez chińskich astronomów. Właśnie z takich
miejsc przychodzimy.

Każdy mężczyzna i każda kobieta jest gwiazdą.

Aleister Crowley, Τὸ Μεγα Θηρίον

Aleister Crowley może i odjechał zupełnie nazywając się "Wielką Bestią", prawdopodobnie zaś nieco wcześniej, np. tworząc własny system okultystyczny, tym niemniej, w tym konkretnym zdaniu nie minął się z prawdą wiele. Wtórował mu zresztą sam Carl Sagan z właściwym sobie kunsztem słowa, mówiąc, iż składamy się z materii gwiazd.

* * *

Narodziny nowej gwiazdy.

Jedną z nie do końca rozwiązanych tajemnic wszechświata jest obfitość złota w naszym najbliższym kosmicznym otoczeniu. Dlaczego? Ciężkie pierwiastki (bez których nie ma skalistych planet ani znanego nam życia) nie wzięły się znikąd. Na początku był wodór. Niemal 14 miliardów lat temu, tuż po Wielkim Wybuchu, we wczesnej historii wszechświata, istniały przede wszystkim atomy wodoru - pierwsze pary protonów i neutronów. Towarzyszyły im atomy helu (z dwoma protonami) i litu (trzy protony). Rozszerzający się wszechświat stygł błyskawicznie, stając się zimną, niezmierzoną pustką poprzetykaną tu i ówdzie pojedynczymi samotnymi atomami. Z pomocą przyszła im grawitacja, nieskończenie powoli, ale systematycznie przyciągając do siebie owe pierwsze klocki, tym silniej, im bliżej siebie były. Zbierające się w wyniku tego przyciągania pierwsze skupiska gazu stawały się coraz cięższe i cięższe, przybierając na objętości. Ciśnienie we wnętrzu tych kosmicznych kłaczków rosło i rosło, osiągając z biegiem czasu masę krytyczną, dając w konsekwencji początek pierwszym gwiazdom. Potrzeba na to było całe 100-200 milionów lat. Właśnie w tych kosmicznych tyglach, w wyniku reakcji termonuklearnych zachodzących w piekielnych wnętrzach gwiazd, dochodzi do łączenia się lżejszych pierwiastków w cięższe, przy jednoczesnym uwolnieniu ogromnych ilości energii, za którą m.in. jesteśmy wdzięczni słońcu. Wodór staje się w ich wyniku helem, hel węglem... W jądrach gwiazd powstają w ten sposób pierwiastki lżejsze od żelaza. Gwałtowne i niezwykle jasne eksplozje rozrywające umierające wielkie gwiazdy - wybuchy supernowych - rozsiewają przyrządzone w ten sposób pierwiastki po całym kosmosie, dodając kolejne od siebie, dając początek Tobie, mnie i wszystkiemu innemu. Tym niemniej, wciąż nie do końca wiadomo, skąd wzięła się część pierwiastków bogatych w neutrony. Ich ilości obserwowane w kosmosie nie pasują do obliczeń i każą szukać nowych potencjalnych miejsc ich narodzin.

Artystyczna wizja gwiazdy neutronowej.

Kolejną zagadką kosmosu są tzw. rozbłyski gamma (ang. gamma-ray bursts, GRB), obserwowalne przy pomocy specjalnej aparatury. Pierwsze zaobserwowano w czasie zimnej wojny, przy pomocy amerykańskich satelitów okołoziemskich mających za zadanie poszukiwać rozbłysków gamma towarzyszących hipotetycznym testom nuklearnym na orbicie, o jakie podejrzewano Związek Radziecki. Pojawiają się średnio raz dziennie, trwając od kilku milisekund do kilkunastu minut. Ilość energii uwalniania w ciągu tych potężnych eksplozji równa jest ilości energii uwalnianej przez naszą gwiazdę centralną przez całą długość jej istnienia. Choć obserwujemy je bardzo często, są dość rzadkim zjawiskiem w skali galaktycznej, przydarzając się ledwie kilkukrotnie w skali milionów lat. Ich źródła są od nas nieprawdopodobnie oddalone, zaobserwowane dotąd znajdują się bowiem miliardy lat świetlnych od Ziemi.  Rozbłyski gamma podzielić można na dwie grupy: rozbłyski długie, trwające od 2 do kilkuset sekund a nawet dłużej, oraz rozbłyski krótsze, nie dłuższe niż 2 sekundy. Te pierwsze towarzyszą prawdopodobnie wybuchom supernowych i zapadaniu się największych gwiazd w czarne dziury i gwiazdy neutronowe, małe (rzędu 20 km) i jednocześnie bardzo ciężkie obiekty składające się niemal wyłącznie z neutronów (z pewną dozą uproszczenia można opisać je jako kolosalne jądra atomowe). Gwiazdy neutronowe są nieprawdopodobnie gęste - uszczknięta z niej łyżeczka materii ważyłaby na Ziemi 6 miliardów ton. I to właśnie one odpowiadać mogą za krótkie rozbłyski gamma.

Artystyczna wizja pulsara, szczególnego przypadku gwiazdy neutronowej,
obracającej się nieprawdopodobnie szybko i emitującej fale radiowe.
Phil Plait mówi, że bardzo prawdopodobna. Ja mu wierzę.

Jedną z koncepcji próbujących wyjaśnić pochodzenie owych tajemniczych wysokoenergetycznych błysków gdzieś daleko w kosmosie są kolizje gwiazd neutronowych. Jeśli pojedyncza jest czymś całkowicie niesamowitym, ich zderzenie przekracza wszelkie ludzkie pojęcie. Na szczęście jednak nie do końca, istnieją bowiem fizycy, którzy, analizując teoretycznie modele takich zdarzeń, przewidują że ciała składające się wyłącznie z neutronów potrafią dostarczyć odpowiedniej ich ilości, by tworzyć naprawdę ciężkie (składające się z wielu protonów i neutronów) pierwiastki. Takie jak złoto.

TL;DR: Z czego wynika, że złoto w biżuterii, którą być może masz w tym momencie na sobie np. w postaci obrączki, mogło powstać niewyobrażalnie dawno temu, w postaci gwałtownego złączenia dwóch gwiazd neutronowych, ogromnej eksplozji, której echa miliardy lat wędrują przez czas i przestrzeń, by na jakiś czas stać się niezmiernie cenną ozdobą naszego ciała. Nieźle. Ładna pamiątka po kosmicznej katastrofie. To takie romantyczne.

When Two Stars Collide. Animacja i szczegóły techniczne.

Mówi się, że aby coś dogłębnie zrozumieć, należy spróbować wyjaśnić to siedmiolatkowi. BANG! to ilustrowana historia wszystkiego napisana językiem, który zrozumie każde dziecko i dorosły, dostępna do ściągnięcia, możliwa do zakupienia. Warto mieć to pod ręką, by nie lękać się już dnia, gdy dzieci zapytają o to, skąd wzięło się owe wszystko. 


tytuł pochodzi z wiersza napisanego przez koleżankę; dziękuję, E.

grafika:

kadry z animacji Cosmological Fantasia - Timo Baker

wizualizacja kolizji - domena publiczna, NASA, Dana Berry