Золотая жила Вселенной. Астрофизики считают, что черные дыры создают драгоценный металл

Эти элементы создаются во время взрыва сверхновой или при столкновении нейтронных звезд. Но в новом исследовании ученых говорят, что они могут быть созданы из окружающего вещества активной только что образованной черной дыры, сообщает ScienceAlert.

В этом случае высокая скорость выхода нейтрино может способствовать превращению протонов в нейтроны, а это увеличивает количество последних, что является необходимым условием для процесса создания тяжелых элементов.

"Мы изучили скорость преобразования нейтронов и протонов с помощью компьютерного моделирования и обнаружили, что в дисках окружающих черные дыры, появляется очень много нейтронов при соблюдении правильных условий", — говорит Оливер Джаст из Института тяжелых ионов в Германии.

Создание тяжелых элементов

Первое время после Большого взрыва Вселенная состояла в основном из водорода и гелия, потом появились звезды и ядерный синтез внутри этих звезд после их смерти наполнил космос более тяжелыми элементами, от углерода до железа. Во время взрыва сверхновых атомы сталкиваются между собой с такой силой, что могут захватить нейтроны друг друга. И это способствует появлению тяжелых элементов. Это называется r-процессом.

Ученые говорят, что вокруг новорожденных черных дыр может происходить подобный процесс. Особенно, когда сливаются две нейтронные звезды и превращаются в черную дыру. То же самое может происходить с коллапсарами во время гравитационного сжатия ядра массивной звезды и превращения этого объекта в черную дыру.

Ученые считают, что новорожденная черная дыра находится в окружении плотного горячего кольца из вещества, которое вращается вокруг и уходит в нее, как вода в раковине. В этой среде выпускается очень много нейтрино и астрономы давно предложили теорию, согласно которой, в результате может происходить нуклеосинтез r-процесса.

Процесс исследования

Джаст и его коллеги с помощью компьютерного моделирования решили проверить эту теорию. Ученые изменяли массу черной дыры и окружающего ее вещества и обнаружили, что при правильных условиях нуклеосинтез r-процесса может состояться.

"Мы пришли к выводу, что чем больше масса окружающего черную дыру диска, тем чаще нейтроны образуются из протонов и доступны для синтеза тяжелых элементов с помощью r-процесса", — говорит Джаст.

По словам ученых, если масса окружающего диска будет слишком большой, то нейтроны превращаются обратно в протоны и это препятствует r-процессу. Тяжелые элементы будут производится, если масса окружающего черную дыру диска не будет превышать от 1% до 10% массы Солнца, говорят ученые. Это означает, что слияния нейтронных звезд с такими массами дисков могут создавать тяжелые элементы. Что касается коллапсаров, у ученых пока нет ответа. Теперь ученым нужно узнать, как свет, излучаемый при столкновении нейтронных звезд, можно использовать для расчета массы их аккреционного диска.

Ученые надеются получить больше данных во время будущих исследований.

Напоминаем, что ученые нашли новый способ перемещения в пространстве-времени с помощью черных дыр.

Фокус также писал о том, что в 160 тысячах световых лет от Земли астрономы впервые обнаружили молодую черную дыру.