21-річну загадку розв'язано: вчені виявили несподіване місце народження золота і платини

Дослідження опубліковано в журналі The Astrophysical Journal Letters, пише Phys.

За словами астрономів, вони отримали прямі докази того, що рідкісні важкі хімічні елементи створюють, зокрема, магнетари, тобто версії нейтронних зірок із найсильнішим магнітним полем у Всесвіті. Їхнє магнітне поле в трильйони разів сильніше, ніж магнітне поле Землі.

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

Більшість хімічних елементів, які сьогодні нам відомі, не існували від самого початку історії Всесвіту. У результаті Великого вибуху були створені водень, гелій і невелика кількість літію. Важчі хімічні елементи були створені (і продовжують створюватися) в ядрах зірок, а також унаслідок їхньої смерті у вигляді вибуху наднової. Але досі вчені не до кінця розуміють, як створюються хімічні елементи важчі за залізо.

Вважається, що ці елементи створюються в результаті процесу швидкого захоплення нейтронів, або r-процесу, який, як припускають вчені, виникає в результаті злиття нейтронних зірок. Уперше це припущення знайшло підтвердження у 2017 році. Нагадуємо, що нейтронні зірки утворюються після того, як масивна зірка вибухнула надновою і залишила після себе дуже щільне ядро, що майже повністю складається з нейтронів. Нейтронні зірки мають масу, яка в кілька разів більша за масу Сонця, але ця маса втиснута в об'єм сфери діаметром приблизно 20 км. Тому нейтронні зірки вважаються найщільнішими об'єктами у Всесвіті.

Астрономи припустили, що важкі хімічні елементи за допомогою r-процесу також можуть виробляти магнетари. Автори нового дослідження вирішили, що потужні спалахи випромінювання магнетарів можуть сприяти створенню таких елементів. Розрахунки показали, що ці спалахи створюють нестабільні, важкі радіоактивні ядра, які розпадаються на стабільні хімічні елементи, такі як золото. У міру розпаду радіоактивних елементів відбувається викид випромінювання.

Перевіривши архівні дані, вчені виявили, що 2004 року космічні телескопи виявили загадковий спалах світла, який виходив від магнетара. Потужний викид випромінювання тривав лише кілька секунд, але він виділив більше енергії, ніж Сонце за 1 мільйон років. Хоча джерело спалаху швидко ідентифікували, другий, менший спалах випромінювання на той час спантеличив учених. Протягом 21 року його не могли пояснити.

Тепер же автори дослідження дійшли висновку, що цей незрозумілий спалах випромінювання був пов'язаний зі створенням таких важких хімічних елементів, як золото і платина. Розрахунки вчених показують, що цей спалах виробив 2 мільйони мільярдів мільярдів мільярдів кілограмів важких елементів, що приблизно відповідає масі планети Марс. Астрономи дійшли висновку, що до 10% усіх хімічних елементів, створених за допомогою r-процесу в нашій галактиці, були вироблені саме в таких спалахах магнетарів. Решта таких важких хімічних елементів, найімовірніше, створені в результаті злиття нейтронних зірок.

Фокус уже писав про те, яку незвичайну фізику можна виявити в надрах нейтронних зірок.

Також Фокус писав про те, що фізики створили новий спосіб "почути" Всесвіт. Вчені розробили програму штучного інтелекту, здатну проектувати детектори гравітаційних хвиль, які перевершують створені людиною версії.