Главная » Hi-News » Астрономы нашли вероятный источник тяжелых элементов во Вселенной

Астрономы нашли вероятный источник тяжелых элементов во Вселенной

Диск из материала, вращающегося вокруг новой черной дыры для ее питания, может создать условия, необходимые для астрономической алхимии сообщает пресс-релиз нового исследования ученых из Колумбийского университета, опубликованный порталом Science News. Тяжелые элементы, такие как золото, платина и уран, могут образовываться в коллапсарах — быстро вращающихся массивных звездах, которые коллапсируют в черные дыры, когда их внешние слои взрываются в редкий вид сверхновой. Полная версия доклада принята к публикации журналом Nature.

«Черные дыры, рожденные в таких экстремальных условиях – те еще привередливые едоки», — комментирует соавтор исследования астрофизик Брайан Метцгер из Колумбийского университета.

Эта среда имеет подходящие условия для создания тяжелых элементов, отмечают исследователи. Проведенное учеными компьютерное моделирование показывает, что за «один присест» они способы «съесть» определенное количество материи, а то, чем «брезгуют», разносится космическим ветром, богатым нейтронами.

Более легкие, такие как углерод, кислород и железо, образуются внутри звезд, а затем извергаются в звездных взрывах — сверхновых. Наука долго ломала голову над тем, как появляются самые тяжелые элементы во Вселенной. В этой среде может происходить цепочка реакций, известная как r-процесс, в которой атомные ядра быстро поглощают нейтроны и подвергаются радиоактивному распаду с образованием новых элементов. Но для создания элементов, расположенных ниже в периодической таблице, требуется экстремальная среда, плотно заполненная нейтронами.

Это предположение было подтверждено, когда астрономы впервые стали свидетелями столкновения двух нейтронных звезд, породивших пульсацию пространства-времени, так же известную как гравитационные волны, и свет. Ранее ученые предполагали, что при столкновении двух мертвых звезд (нейтронных) r-процесс может происходить в материале, взорванном слиянием. Этот космический фейерверк показал признаки образования смеси тяжелых элементов, включая золото, серебро и платину.

Слияние этих мертвых звезд может происходить достаточно долго. Тем не менее у объяснения с участием нейтронных звезд есть некоторые пробелы. Пока непонятно, могло ли слияние этих астрономических объектов происходить достаточно быстро, чтобы объяснить присутствие элементов в этих ранних звездах. В то же время ученые обнаружили наличие тяжелых элементов в древних звездах, сформировавшихся еще на заре истории Вселенной.

И это явление может быть эффективным производителем тяжелых элементов, считает группа Мецгера. Коллапсары в свою очередь могут возникать гораздо быстрее, еще практически на стадии образования звезд. Исследователи сообщают, что коллапсары могут быть ответственны за 80 процентов элементов r-процесса во Вселенной, а слияния нейтронных звезд – за остальные оставшиеся. Как отмечает сам Мецгер, один коллапсар способен генерировать в 30 раз больше материала r-процесса, чем слияние нейтронных звезд.

Тогда было вынесено предположение о том, что именно слияние древних нейтронных звезд стало источником тяжелых элементов во Вселенной. Выводы нового исследования ученых позволяют по-новому взглянуть на открытие 2016 года, когда астрономы обнаружили, что карликовая галактика под названием Reticulum II испытала катаклизм в начале истории Вселенной, который оставил элементы r-процесса в ее звездах. Результаты последнего исследования предлагают нового кандидата на роль этого источника – коллапсары.

Астрофизик Анна Фребель из Массачусетского технологического института, один из соавторов исследования 2016 года, согласна с выводами исследования группы Мецгера.

Слияния нейтронных звезд встречаются редко, поэтому мне показалось, что мы выиграли в лотерею. «Это очень захватывающе. Но коллапсары встречаются примерно в 10 раз реже, поэтому, если они это объясняют, то создается впечатление, что мы выиграли в лотерею дважды», — комментирует ученая.

Ученым пока неизвестно насколько часто возникают коллапсары и способны ли они производить то количество материала, которое могло бы объяснить то изобилие тяжелых элементов, которое наблюдается в нашей Вселенной.

«Я думаю, что вердикт выносить еще рано», — говорит астрофизик Александр Джи из Обсерватории Института Карнеги в Пасадене (Калифорния, США), второй соавтор исследования 2016 года.

Дальнейшие наблюдения за последствиями сверхновых, вызванных коллапсарами, также помогут точнее определить их роль в этом вопросе. Теперь ученые хотят понять, коллапсары или нейтронные звезды лучше объясняют поведение галактик, подобных Reticulum II, и образование тяжелых элементов.

Обсудить статью можно в нашем Telegram-чате.





Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Это интересно

Что происходит с озером Байкал и почему ученые обеспокоены?

Одно из самых удивительных природных образований на планете – озеро Байкал – является единственным пресноводным в мире и содержит около 20% всех пресных водных ресурсов на Земле. Более того, Байкал – еще и самое глубокое озеро в мире (глубина превышает ...

Сверхзвуковой пассажирский самолет XB-1 совершил первый экспериментальный полет

Сверхзвуковые пассажирские авиаперевозки прекратились более 20 лет назад. Последний французский сверхзвуковой самолет Конкорд совершил полет в последний раз 26 ноября 2003 года. От них было решено отказаться по разным причинам, главными из которых является дискомфорт при полетах, причем его ощущают ...