21-летняя загадка решена: ученые обнаружили неожиданное место рождения золота и платины

Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters, пишет Phys.

По словам астрономов, они получили прямые доказательства того, что редкие тяжелые химические элементы создают, в том числе магнетары, то есть версии нейтронных звезд с самым сильным магнитным полем во Вселенной. Их магнитное поле в триллионы раз сильнее, чем магнитное поле Земли.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Большинство химических элементов, которые сегодня нам известны, не существовали с самого начала истории Вселенной. В результате Большого взрыва были созданы водород, гелий и небольшое количество лития. Более тяжелые химические элементы были созданы (и продолжают создаваться) в ядрах звезд, а также в результате их смерти в виде взрыва сверхновой. Но до сих пор ученые не до конца понимают, как создаются химические элементы тяжелее железа.

Считается, что эти элементы создаются в результате процесса быстрого захвата нейтронов, или r-процесса, который как предполагают ученые, возникает в результате слияния нейтронных звезд. Впервые это предположение нашло подтверждение в 2017 году. Напоминаем, что нейтронные звезды образуются после того, как массивная звезда взорвалась сверхновой и оставила после себя очень плотное ядро, почти полностью состоящее из нейтронов. Нейтронные звезды имеют массу, которая в несколько раз больше массы Солнца, но эта масса втиснута в объем сферы диаметром примерно 20 км. Поэтому нейтронные звезды считаются самыми плотными объектами во Вселенной.

Астрономы предположили, что тяжелые химические элементы с помощью r-процесса также могут производить магнетары. Авторы нового исследования решили, что мощные вспышки излучения магнетаров могут способствовать созданию таких элементов. Расчеты показали, что эти вспышки создают нестабильные, тяжелые радиоактивные ядра, которые распадаются на стабильные химические элементы, такие как золото. По мере распада радиоактивных элементов происходит выброс излучения.

Проверив архивные данные ученые обнаружили, что в 2004 году космические телескопы обнаружили загадочную вспышку света, которая исходила от магнетара. Мощный выброс излучения длился всего несколько секунд, но он выделил больше энергии, чем Солнце за 1 миллион лет. Хотя источник вспышки быстро идентифицировали, вторая, меньшая вспышка излучения в то время сбила с толку ученых. В течение 21 года ее не могли объяснить.

Теперь же авторы исследования пришли к выводу, что эта необъяснимая вспышка излучения была связана с созданием таких тяжелых химических элементов, как золото и платина. Расчеты ученых показывают, что эта вспышка произвела 2 миллиона миллиардов миллиардов килограммов тяжелых элементов, что примерно соответствует массе планеты Марс. Астрономы пришли к выводу, что до 10% всех химических элементов, созданных с помощью r-процесса в нашей галактике, были произведены именно в таких вспышках магнетаров. Остальное количество таких тяжелых химических элементов скорее всего созданы в результате слияния нейтронных звезд.

Фокус уже писал о том, какую необычную физику можно обнаружить в недрах нейтронных звезд.

Также Фокус писал о том, что физики создали новый способ "услышать" Вселенную. Ученые разработали программу искусственного интеллекта, способную проектировать детекторы гравитационных волн, которые превосходят созданные человеком версии.