Як у Всесвіті з'являється золото й уран: учені зазирнули в космічну кузню

Найважчі хімічні елементи, зокрема золото й уран, створюються під час зіткнення двох дуже щільних мертвих зірок, які називаються нейтронними зірками. У результаті виникає вибух кілонової. Науковці з Інституту гравітаційної фізики Макса Планка та Потсдамського університету, Німеччина, створили модель цієї події і вперше змогли детально описати, що ж відбувається під час вибуху, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Нове дослідження допоможе поліпшити розуміння природи екзотичного середовища, що виникає, коли надщільні мертві зірки стикаються одна з одною, утворюючи єдині відомі вченим місця, де можна створювати найважчі хімічні елементи. Зокрема золото й уран.

Нейтронні зірки народжуються, коли у масивних зірок закінчується паливо для термоядерного синтезу в їхніх ядрах. Це призводить до швидкого стиснення зірки до розміру приблизно 20 км, при цьому маса об'єкта може бути, як у Сонця і навіть трохи більшою. Така зірка складається майже повністю з нейтронів і має величезну щільність.

Коли відбувається зіткнення двох нейтронних зірок, то в космос відлітає багата на нейтрони матерія. У результаті вільні нейтрони поглинаються іншими атомами і створюються найважчі хімічні елементи, які знаходяться за межами періодичної таблиці.

Але ці елементи є нестабільними і розпадаються на стабільні важкі хімічні елементи, такі як золото та уран. Під час цього розпаду відбувається викид електромагнітного випромінювання, яке утворює спалах кілоновій. Також зіткнення нейтронних зірок призводить до появи гравітаційних хвиль і викидів високоенергетичного випромінювання, яке називається гамма-сплесками.

Саме такий вибух кілонової було зафіксовано ще 2017 року. Ця подія отримала назву GW170817, і виникла внаслідок зіткнення двох нейтронних зірок, розташованих на відстані 130 млн світлових років від Землі.

Автори дослідження тільки нещодавно створили моделювання цієї події, за допомогою нових методів аналізу всіх доступних на Землі сигналів, які виникли після вибуху кілонової.

Завдяки цьому вченим вдалося вперше найточніше побачити, що відбувається під час зіткнення двох нейтронних зірок і як формується екзотичне середовище, необхідне для створення важких елементів. Вчені точно описали весь процес, який наповнив космос золотом, ураном та іншими важкими елементами.

Вчені вважають, що їхня модель має підходити для детального опису подій, що відбуваються під час зіткнення інших нейтронних зірок.

Вивчення кілонових є унікальним способом зрозуміти суть фізичних процесів, що створюють хімічні елементи, які не можуть бути створені в ядрах навіть наймасивніших зірок.

Фокус же писав про те, що вчені розповіли, чому гравітація притягує нас до Землі, а не викидає в космос. Для того, щоб зрозуміти природу гравітації, потрібно зрозуміти суть простору-часу.