Как во Вселенной появляется золото и уран: ученые заглянули в космическую кузню

Самые тяжелые химические элементы, в том числе золото и уран, создаются во время столкновения двух очень плотных мертвых звезд, которые называются нейтронными звездами. В результате возникает взрыв килоновой. Ученые из Института гравитационной физики Макса Планка и Потсдамского университета, Германия, создали модель этого события и впервые смогли подробно описать, что же происходит во время взрыва, пишет Space.

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

Новое исследование поможет улучшить понимание природы экзотической среды, возникающей, когда сверхплотные мертвые звезды сталкиваются друг с другом, образуя единственные известные ученым места, где можно создавать самые тяжелые химические элементы. В том числе золото и уран.

Нейтронные звезды рождаются, когда у массивных звезд заканчивается топливо для термоядерного синтеза в их ядрах. Это приводит к быстрому сжатию звезды до размера примерно 20 км, при этом масса объекта может быть, как у Солнца и даже немного больше. Такая звезда состоит почти полностью из нейтронов и имеет огромную плотность.

Когда происходит столкновение двух нейтронных звезд, то в космос улетает богатая нейтронами материя. В результате свободные нейтроны поглощаются другими атомами и создаются самые тяжелые химические элементы, которые находятся за пределами периодической таблицы.

Но эти элементы являются нестабильными и распадаются на стабильные тяжелые химические элементы, такие как золото и уран. Во время этого распада происходит выброс электромагнитного излучения, которое образует вспышку килоновой. Также столкновение нейтронных звезд приводит к появлению гравитационных волн и выбросам высокоэнергетического излучения, называемого гамма-всплесками.

Именно такой взрыв килоновой был зафиксирован еще в 2017 году. Это событие получило название GW170817, и возникло в результате столкновения двух нейтронных звезд, расположенных на расстоянии 130 млн световых лет от Земли.

Авторы исследования только недавно создали моделирование этого события, с помощью новых методов анализа всех доступных на Земле сигналов, которые возникли после взрыва килоновой.

Благодаря этому, ученые удалось впервые наиболее точно увидеть, что происходит во время столкновения двух нейтронных звезд и как формируется экзотическая среда, необходимая для создания тяжелых элементов. Ученые точно описали весь процесс, который наполнил космос золотом, ураном и другими тяжелыми элементами.

Ученые считают, что их модель, должна подходить для детального описания событий, происходящих при столкновении других нейтронных звезд.

Изучение килоновых является уникальным способом понять суть физических процессов, создающих химические элементы, которые не могут быть созданы в ядрах даже самых массивных звезд.

Фокус же писал о том, что ученые рассказали, почему гравитация притягивает нас к Земле, а не выбрасывает в космос. Для того, чтобы понять природу гравитации, нужно понять суть пространства-времени.