Исследователи обнаружили в звездах редкие сверхтяжелые элементы, которые не могут существовать на Земле

Ученые обнаружили, что некоторые нейтронные звезды содержат элементы тяжелее урана, который считают самым тяжелым элементом на Земле. Ранее считалось, что в естественной среде такие элементы просто не способны образоваться.

Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Science. Обнаруженные элементы чрезвычайно нестабильны и короткоживущи и обычно не существуют на Земле.

Подавляющее большинство материи Вселенной состоит из водорода и гелия. Звезды способны создавать более тяжелые элементы, но для этого им нужно проделать тяжелую работу по сбору своих атомных ядер. В результате могут образовываться такие тяжелые элементы, как уран. Но, похоже, это не предел мощности звезд.

Группа ученых нашла подтверждения того, что некоторые нейтронные звезды содержат еще более тяжелые элементы. Открытие было сделано, когда авторы изучали метод производства элементов, называемый r-процесс.

Такие процессы могут происходить при определенных экстремальных космических событиях – например, когда гигантские звезды становятся сверхновыми или происходит столкновение нейтронных звезд. При этом r-процессе атомное ядро может быстро ассимилировать нейтроны. Тогда могут образоваться элементы тяжелее железа (элемент 26 в периодической таблице). Но ученые раньше никогда не видели образования элементов тяжелее урана (элемент 92).

Подтверждение того, что звезды могут образовывать такие сверхтяжелые элементы, были найдены во время компьютерного моделирования r-процесса.

"Не то, чтобы мы не ожидали, что это произойдет, просто мы не очень хорошо представляли, как найти сигнатуры (следы или отпечатки. – Ред.), которые могли бы подтвердить картину, которую мы имеем", – объяснил астроном из Университета штата Северная Каролина (США) и один из авторов статьи Ян Редерер.

Такие сверхтяжелые элементы очень нестабильны, поэтому могут быть расщеплены блуждающим ядром. Но факт их существования можно подтвердить, если обнаружить обломки этого расщепления. Речь идет о таких элементах, как кадмий, олово и теллур.

Именно их принялись искать исследователи, используя космический телескоп "Хаббл".

Для исследования было выбрано 42 нейтронных звезды, которые, по предположению ученых, были продуктом слияния. Когда были проанализированы ультрафиолетовые спектры этих нейтронных звезд, были найдены и сигнатуры необходимых элементов.

Уран-238 является самым распространенным изотопом урана на Земле. Он имеет атомную массу 238, что объясняет его название. Но в природе эта атомная масса может быть и выше. Так, некоторые ураносодержащие породы содержат следы плутония-244. А в последствиях первого в истории испытания водородной бомбы были найдены следы эйнштейния-254 и фермия-255 (элементов 99 и 100).

Элементы же за пределами 100 имеют атомное ядро с весом 260 или более и выявить их удавалось только в лабораторных условиях. Но даже тогда они были слишком нестабильны и недолговечны, чтобы их можно было тщательно изучать.

Теперь же, как объясняет Редерер, ученые получили возможность с помощью звезд исследовать, как именно образуются эти элементы и природу физики, которая создает эти элементы на столь непродолжительный период.

"Взгляд на звезды может дать нам способ исследовать эти вопросы, ранее недоступные для наших экспериментов здесь, на Земле", – резюмировал ученый.

Ранее OBOZ.UA рассказывал о том, что ученые обнаружили энергетические лезвия, способные разрубать звезды пополам.

Подписывайтесь на каналы OBOZ.UA в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.