Найпотужніші вибухи у Всесвіті: вчені з'ясували, як насправді створюється золото

Дослідження опубліковано в журналі The Astrophysical Journal, пише Space.

Нагадуємо, що вчені підтвердили теорію, яка стосується появи вибухів наднових типу 1а, як уже писав Фокус. Нова теорія вчених, яка стосується створення найважчих хімічних елементів, ще потребує свого підтвердження.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Раніше астрофізики вважали, що для створення найважчих хімічних елементів, таких як золото, необхідна велика кількість нейтронів, які можуть поглинати ядра атомів, щоб ставати дедалі більшими. Але через це вчені припустили, що важкі хімічні елементи створюються тільки там, де нейтрони вже існували у великих кількостях.

Зазвичай нейтрони зв'язані в ядрах атомів або в матерії, що становить надзвичайно щільні нейтронні зірки. Реакції ядерного поділу або ядерного синтезу можуть звільнити нейтрони від їхніх зв'язків, щоб допомогти створювати важкі хімічні елементи. Але вільні нейтрони зазвичай розпадаються протягом приблизно 15 хвилин. Це обмежує кількість потенційних сценаріїв, у яких вільні нейтрони доступні у великій кількості, необхідній для утворення важких хімічних елементів. Одним із таких сценаріїв є катастрофічне злиття двох нейтронних зірок.

Нагадуємо, що нейтронні зірки є об'єктами з високою щільністю і дуже сильною гравітацією, що складаються здебільшого з нейтронів. Ці зірки мають відносно невеликий розмір, їхній діаметр становить у середньому 20 км, і вони виникають після того, як помирають масивні звичайні зірки після того, як вибухнуть надновою.

Але автори дослідження вважають, що існує інший спосіб створення важких хімічних елементів. Вчені припускають, що дуже енергійні фотони, тобто частинки світла з гамма-сплесків, можуть допомогти створювати нейтрони, які допомагають створити важкі хімічні елементи, зокрема й золото.

Згідно з цим сценарієм, масивна звичайна зірка помирає, коли в неї закінчується паливо для підтримки термоядерного синтезу в ядрі. У результаті зірка не має енергії, яка б протистояла її власній гравітації. Тому зірка стискається і перетворюється на чорну діру зоряної маси. Цей процес викидає в космос потужне випромінювання, відоме як гамма-сплеск.

Якщо чорна діра, створена з померлої зірки, обертається досить швидко, вона може запустити потужний струмінь і створити високоенергетичні фотони всередині цього струменя. Потім, як вважають учені, струмінь врізається в зовнішню оболонку померлої зірки, яка була скинута раніше, і в результаті виникає сообразний кокон із гарячого матеріалу.

Автори дослідження вважають, що в цьому гарячому коконі високоенергетичні фотони можуть взаємодіяти з ядрами атомів і швидко перетворюють протони на нейтрони. Фотони також можуть розщеплювати ядра атомів, створюючи вільні нейтрони. Усі ці нейтрони можуть допомогти створити важкі хімічні елементи.

Цей механізм може допомогти пояснити дивні відкриття, такі як виявлення радіоактивних ізотопів, таких як залізо-60 і плутоній-244, разом у глибоководних відкладеннях на Землі. Попередні дослідження припускали позаземне походження цих ізотопів, але злиття нейтронних зірок, один із провідних відомих механізмів утворення важких хімічних елементів, не можуть легко пояснити їхню появу.

Автори дослідження сподіваються, що майбутні спостереження нададуть докази, які підтвердять існування нового фізичного механізму створення важких хімічних елементів.

Як уже писав Фокус, чорна діра в галактиці Андромеди посилає нам дивний сигнал. Астрономи виявили рентгенівське випромінювання, яке виходить від надмасивної чорної діри. Це випромінювання то виникає, то зникає, і таким чином здається, що пожирач матерії в сусідній великій галактиці підморгує нам.