De studie van een dwergstelsel, gevuld met zware elementen, stelde wetenschappers in staat om erachter te komen dat stervende neutronensterren mogelijk de belangrijkste bron van goud zijn.
Aanvankelijk waren er alleen de lichtste atomen in het heelal, waterstof met kleine hoeveelheden helium. De hele reeks elementen, tot aan ijzer, kwam eruit voort als gevolg van thermonucleaire reacties die plaatsvonden - en nog steeds plaatsvinden - in de ingewanden van vele generaties sterren. De geboorte van zwaardere elementen, waaronder goud of uranium, vereist echter nog zwaardere omstandigheden, meldt Naked Science.
Meer dan een halve eeuw geleden beschreven theoretici het mogelijke mechanisme van hun vorming. Dit is een r-proces, waarbij vrij bewegende neutronen worden opgevangen door de kernen van ijzeratomen en zich daarin ophopen. Sommige neutronen kunnen dan een elektron verliezen, in protonen veranderen en steeds zwaardere kernen vormen. Uit berekeningen blijkt dat een dergelijke vangst snel zou moeten plaatsvinden - sneller dan onstabiele ijzerisotopen met een verhoogd aantal neutronenverval. Dit vereist speciale voorwaarden voor het r-proces, en men gelooft dat het in de ruimte kan worden gerealiseerd vlak voor de explosie van een enorme supernova of in de schokgolf van deze explosie wanneer een paar ongelooflijk dichte neutronensterren samensmelten en in andere zeer extreme omstandigheden.
Dit beeld wordt algemeen aanvaard in de astrofysica, maar blijft in veel opzichten theoretisch. Met name wat voor bijdrage aan het vullen van het heelal met deze elementen wordt geleverd door supernovae, en welke bijdrage wordt geleverd door fusies van neutronensterren, blijft een onderwerp van discussie. Deze geschillen zijn ontstaan als gevolg van nieuwe waarnemingen van het dwergstelsel Grid II, pas ongeveer een jaar geleden ontdekt. Grid II is een van de vele kleine satellieten van de Melkweg en is slechts 98.000 lichtjaar van de aarde verwijderd. En het zit boordevol elementen die zwaarder zijn dan ijzer.
Astronomen van het Kavli Instituut konden dit opmerken met behulp van de telescopen van het Las Campas observatorium in Chili. Ze observeerden zeven van de negen grootste en helderste sterren in Grid II en zagen een abnormaal grote hoeveelheid elementen zwaarder dan ijzer. Dit is een buitengewoon ongebruikelijk kenmerk dat Grid II scherp onderscheidt van de achtergrond van naburige dwergstelsels. In een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Nature, brachten de auteurs de hypothese naar voren van wat voor soort krachtige gebeurtenis in het verre verleden van Grid II het zou kunnen verzadigen met dergelijke elementen.
Feit is dat het aantal en de relatieve samenstelling van zware elementen, geproduceerd door een supernova-explosie of versmelting van neutronensterren, kan verschillen. "Een explosie van een ster die acht keer groter is dan de massa van de zon, zal goud opleveren ter grootte van de maan", legt Enrico Ramirez-Ruz, professor aan de Universiteit van Californië, Santa Cruz, uit. "De fusie van neutronensterren zal evenveel goud opleveren als het totale gewicht van Jupiter." De hoeveelheid zware elementen die door wetenschappers in Grid II zijn ontdekt, duidt precies op neutronensterren als de belangrijkste bron van dergelijke kernen. In ieder geval in dwergstelsels.
