Золота жила Всесвіту. Астрофізики вважають, що чорні діри створюють дорогоцінний метал

Акреційний диск, чорна діра
Фото: ScienceAlert

За словами вчених, із матеріалу, що оточує новонароджену чорну діру, можуть бути створені золото, срібло, торій і уран.

Ці елементи створюються під час вибуху наднової або зіткнення нейтронних зірок. Але в новому дослідженні вчені кажуть, що вони можуть бути створені з навколишньої речовини активної щойно утвореної чорної діри, повідомляє ScienceAlert.

У цьому випадку висока швидкість виходу нейтрино може сприяти перетворенню протонів на нейтрони, а це збільшує кількість останніх, що є необхідною умовою для створення важких елементів.

"Ми вивчили швидкість перетворення нейтронів і протонів за допомогою комп'ютерного моделювання та виявили, що в дисках, що оточують чорні діри, з'являється дуже багато нейтронів при дотриманні правильних умов", — говорить Олівер Джаст із Інституту важких іонів у Німеччині.

Створення важких елементів

Перший час після Великого вибуху Всесвіт складався в основному з водню та гелію, потім з'явилися зірки, і ядерний синтез усередині цих зірок після їхньої смерті наповнив космос важчими елементами, від вуглецю до заліза. Під час вибуху наднові атоми стикаються між собою з такою силою, що можуть захопити нейтрони один одного. І це сприяє появі важких елементів. Це називається r-процесом.

Учені говорять, що навколо новонароджених чорних дір може відбуватися подібний процес. Особливо, коли зливаються дві нейтронні зірки та перетворюються на чорну діру. Те саме може відбуватися з колапсарами під час гравітаційного стиснення ядра масивної зірки та перетворення цього об'єкта на чорну діру.

Учені вважають, що новонароджена чорна діра перебуває в оточенні щільного гарячого кільця з речовини, що обертається навколо та йде в неї, як вода в раковині. У цьому середовищі випускається дуже багато нейтрино, й астрономи давно запропонували теорію, згідно з якою в результаті може відбуватися нуклеосинтез r-процесу.

Акреційний диск, чорна діра
Фото: Universe Today

Процес дослідження

Джаст і його колеги за допомогою комп'ютерного моделювання вирішили перевірити цю теорію. Вчені змінювали масу чорної дірки та навколишнього речовини та виявили, що за правильних умов нуклеосинтез r-процесу може відбутися.

"Ми дійшли висновку, що чим більша маса диска, що оточує чорну дірку, тим частіше нейтрони утворюються з протонів і доступні для синтезу важких елементів за допомогою r-процесу", — говорить Джаст.

За словами вчених, якщо маса навколишнього диска буде надто великою, то нейтрони перетворюються назад на протони, і це перешкоджає r-процесу. Важкі елементи будуть вироблятися, якщо маса диска, що оточує чорну дірку, не перевищуватиме від 1% до 10% маси Сонця, кажуть учені. Це означає, що злиття нейтронних зірок із такими масами дисків можуть створювати важкі елементи. Що стосується колапсарів, у вчених поки що немає відповіді. Тепер ученим потрібно дізнатися, як світло, що випромінюється при зіткненні нейтронних зірок, можна використовувати для розрахунку маси їхнього акреційного диска.

Учені сподіваються отримати більше даних під час майбутніх досліджень.

Нагадуємо, що вчені знайшли новий спосіб переміщення в просторі-часі за допомогою чорних дір.

Фокус також писав про те, що за 60 тисяч світлових років від Землі астрономи вперше виявили молоду чорну діру.