Гравитационните вълни са направили възможен произхода на живота?

Известно е, че сме направени от звезден прах – всички атоми в телата ни някога са били създадени в звезди.

Но екип от астрономи, ръководен от Джон Елис (John R. Ellis) от Кралски колеж в Лондон, отива една крачка напред: нямаше да сме тук, ако нямаше и гравитационни вълни, вълните в космоса, които възникват по време на екстремни събития като сблъсъка на неутронни звезди. 

Някои важни за организмите елементи се намират на Земята благодарение на конкретен ядрен процес, който се случва, когато се сблъскват неутронни звезди, а те се сливат заради загубата си на енергия под формата на гравитационни вълни. Следователно може да се каже, че има пряка връзка от съществуването на гравитационни вълни до съществуването на бозайниците.

И голяма част от тези атоми не идват просто някъде, те идват от свръхнови.

Човешкото тяло се състои основно от водород, въглерод и кислород, както и от следи от други елементи. Има двадесет основни елемента за нашето тяло.

Елементите с атомен номер под 35 (до селен) са създадени в свръхнови.

Два елемента се създават по различни начини: йод, необходим за важни хормони, произвеждани от щитовидната жлеза, и бром, който се използва за създаване на колагенови структури при развитието и изграждането на тъканите. От йода изотопът ¹²⁹I по-специално е от съществено значение за нашето тяло.

Астрономите отдавна смятат, че много тежки елементи, като йод и бром, се създават чрез физически процес, наречен "r-процес", или на английски "rapid neutron-capture process" (процес на бързо поглъщане на неутрони). Това може да се случи и със свръхнови, но все още не е напълно сигурно.

На r-процеса се дължи образуването на около половината от изотопите на елементите, по-тежки от желязото, поради което той играе важна роля за химическото развитие на галактиките. Той се отличава от по-бавния s-процес на поглъщане на неутрони.

Структурата на килонова. Кредит: Perkins, et al

Но е сигурно, че r-процесът протича в килонови. Така се наричат сблъсъците на неутронни звезди (или на неутронна звезда и черна дупка със звездна маса), които създават ярки изблици на електромагнитно лъчение - те се считат за едни от най-мощните събития в познатата вселена.

И астрономите вече са наблюдавали една килонова, гравитационно-вълново събитие, обозначено като GW170817. Гравитационните вълни, произведени от това сливане, са наблюдавани през 2017 г. с детекторите LIGO и Virgo в САЩ и Италия.

Но без гравитационните вълни тези две неутронни звезди не биха се слели. Вярно е, че когато две неутронни звезди се въртят една около друга, те излъчват гравитационни вълни и тъй като за това губят енергия, те се приближават все по-близо една към друга, което ги кара да се сблъскат в определен момент и след това да се слеят, с r- процес като пряк резултат. А този резултат е синтез на тежки елементи, необнохими за изграждането и жизнените функции на организмите, включително и за човека.

Изследователите предлагат по-нататъшни изследвания на ¹²⁹I в лунния реголит, който не е замърсен от човешки влияния.

Справка: John Ellis et al, Do we owe our existence to gravitational waves?, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2402.03593

Източник: Gravitational waves may have made human life possible, David Appell, Phys.org

Още по темата

30/10/2016

Космос

Изтъкани сме от звезди и свръхнови