Astronomen zeggen graag dat we de bijproducten zijn van sterren, stellaire ovens die lang geleden waterstof en helium samensmolten tot de elementen die nodig zijn voor leven door het proces van stellaire nucleosynthese.

Zoals wijlen Carl Sagan het ooit zei:"De stikstof in ons DNA, het calcium in onze tanden, het ijzer in ons bloed, de koolstof in onze appeltaarten is gemaakt in het interieur van instortende sterren. We zijn gemaakt van sterrenmateriaal."

Maar hoe zit het met de zwaardere elementen in de periodieke grafiek, elementen zoals goud, platina en uranium?

Astronomen geloven dat de meeste van deze "r-proceselementen" - elementen die veel zwaarder zijn dan ijzer - zijn gemaakt, ofwel in de nasleep van de ineenstorting van massieve sterren en de bijbehorende supernova-explosies, of bij het samensmelten van binaire neutronenstersystemen.

"Er was een ander soort oven nodig om goud te smeden, platina, uranium en de meeste andere elementen zwaarder dan ijzer, " legde George Fuller uit, een theoretisch astrofysicus en hoogleraar natuurkunde die leiding geeft aan het Center for Astrophysics and Space Sciences van UC San Diego. "Deze elementen zijn hoogstwaarschijnlijk gevormd in een omgeving die rijk is aan neutronen."

In een paper gepubliceerd op 7 augustus in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , hij en twee andere theoretische astrofysici aan de UCLA - Alex Kusenko en Volodymyr Takhistov - bieden een ander middel aan waarmee sterren deze zware elementen hebben kunnen produceren:kleine zwarte gaten die in contact kwamen met en worden gevangen door neutronensterren, en vernietig ze dan.

Neutronensterren zijn de kleinste en dichtste sterren waarvan bekend is dat ze bestaan, zo dicht dat een lepel van hun oppervlak een equivalente massa van drie miljard ton heeft.

Kleine zwarte gaten zijn meer speculatief, maar veel astronomen geloven dat ze een bijproduct kunnen zijn van de oerknal en dat ze nu een fractie van de 'donkere materie' kunnen uitmaken - het ongeziene, bijna niet-interagerende dingen die observaties onthullen, bestaan ​​​​in het universum.

Als deze kleine zwarte gaten de verdeling van donkere materie in de ruimte volgen en naast neutronensterren bestaan, Fuller en zijn collega's beweren in hun paper dat er interessante natuurkunde zou plaatsvinden.

Dat berekenen ze, in zeldzame gevallen, een neutronenster zal zo'n zwart gat opvangen en er vervolgens van binnenuit door verslonden. Dit gewelddadige proces kan leiden tot het uitwerpen van een deel van de dichte materie van neutronensterren in de ruimte.

"Kleine zwarte gaten geproduceerd in de oerknal kunnen een neutronenster binnendringen en van binnenuit opeten, " legde Fuller uit. "In de laatste milliseconden van de ondergang van de neutronenster, de hoeveelheid uitgestoten neutronenrijk materiaal is voldoende om de waargenomen abundanties van zware elementen te verklaren."

"Terwijl de neutronensterren worden verslonden, " hij voegde toe, "ze draaien op en stoten koude neutronenmaterie uit, die decomprimeert, warmt op en maakt deze elementen."

Dit proces van het creëren van de zwaarste elementen van het periodiek systeem zou ook een verklaring bieden voor een aantal andere onopgeloste puzzels in het universum en in ons eigen Melkwegstelsel.

"Aangezien deze gebeurtenissen zelden voorkomen, men kan begrijpen waarom slechts één op de tien dwergstelsels is verrijkt met zware elementen, " zei Fuller. "De systematische vernietiging van neutronensterren door oerzwarte gaten komt overeen met het gebrek aan neutronensterren in het galactische centrum en in dwergstelsels, waar de dichtheid van zwarte gaten erg hoog zou moeten zijn."

In aanvulling, de wetenschappers berekenden dat het uitwerpen van nucleaire materie uit de kleine zwarte gaten die neutronensterren verslinden, drie andere onverklaarbare fenomenen zou produceren die door astronomen zijn waargenomen.

"Ze zijn een kenmerkende weergave van infrarood licht (soms een "kilonova" genoemd), een radio-uitzending die de mysterieuze Fast Radio Bursts van onbekende bronnen diep in de kosmos kan verklaren, en de positronen die in het galactische centrum zijn gedetecteerd door röntgenwaarnemingen, "zei Fuller. "Elk van deze vertegenwoordigen lang bestaande mysteries. Het is inderdaad verrassend dat de oplossingen van deze schijnbaar niet-gerelateerde verschijnselen verband kunnen houden met het gewelddadige einde van neutronensterren door toedoen van kleine zwarte gaten."