Ученые нашли истоки космического золота

21.09.2020 23:25

Ученые нашли истоки космического золота

В 2017 году астрономы стали свидетелями столкновения двух нейтронных звезд - сверхплотных трупов массивных звезд. Анализ, казалось, показал образование всех элементов тяжелее железа, включая золото, выкованные в этих титанических столкновениях.

Новое исследование показывает, что эти столкновения не могут создать достаточно золота, чтобы учесть концентрации, которые мы наблюдаем в космосе.

"Слияние нейтронных звезд не привело к появлению достаточно тяжелых элементов на раннем этапе жизни Вселенной, и не приводит 14 миллиардов лет спустя", - сказала астрофизик Аманда Каракас из Университета Монаша и Центра передового опыта ARC в Австралии.

Когда атомы впервые образовались после Большого взрыва, были произведены только водород и гелий (вместе с небольшим количеством лития). Все остальное было выковано в ядерных топках массивных звезд или в титанических взрывах звездных сверхновых.

Звезды, подобные Солнцу, проводят большую часть своей жизни, балансируя между гравитационными силами, тянущими тело внутрь, и внешним толчком термоядерных реакций в его ядре.

Через четыре миллиарда лет у нашего Солнца закончится доступный водород, и оно сократится. Повышенное давление в ядре Солнца впервые приведет к слиянию гелия, и наша родительская звезда расширится в красный гигант, поглотив Меркурий, Венеру и (возможно) Землю.

Звезды, размер которых значительно больше Солнца, могут пройти несколько таких циклов, каждый из которых производит все более и более тяжелые элементы. Когда производится железо (номер 26 в периодической таблице), для любого дальнейшего синтеза требуется больше энергии, чем получается в результате реакции, и термоядерные реакции в ядре терпят неудачу, проигрывая свою битву с гравитацией, и звезда коллапсирует.

Массивные звезды могут взорваться мощной сверхновой, производя элементы тяжелее железа, включая цинк, олово и золото. Когда они утихают, эти события могут оставить после себя черную дыру или сверхплотную нейтронную звезду.

Было обнаружено, что звезды с массой менее чем в восемь раз большей, чем Солнце, производят примерно половину элементов легче железа, включая углерод, азот и фтор. Более массивные звезды образуют большую часть кислорода и кальция во Вселенной, которые необходимы для жизни.

Но эти извержения сверхновых не могли объяснить количество золота во Вселенной, и астрономы полагали, что столкновения нейтронных звезд могут заполнить пробел. Это новое исследование показывает, что даже эти события не производят достаточно золота, чтобы объяснить концентрацию золота, которую мы видим вокруг Космоса.

"Вселенная не сделала их достаточно быстрыми, чтобы объяснить их присутствие в очень древних звездах, и, в целом, просто не хватает столкновений, чтобы объяснить обилие этих элементов сегодня", - объясняет Каракас.

Исследователи предполагают, что магнитовращающие сверхновые могут быть ответственны за производство большей части золота, которое мы видим сегодня вокруг нас. Эти события происходят во время коллапса массивных, быстро вращающихся звезд с мощными магнитными полями.

Эти условия могут позволить ядрам в атомах поглощать нейтроны быстрее, чем они распадаются, вызывая производство тяжелых элементов в результате r-процесса ядерного синтеза. Глядя на звезды с массой от 25 до 50 раз больше, чем у Солнца, исследователи предполагают, что если хотя бы небольшой процент этих звезд является магнитовращающим, этот процесс мог бы объяснить избыток золота во Вселенной.

Более ранние исследования показали, что другая форма звездного извержения, сверхновая звезда-коллапсар, может производить тяжелые элементы. (Эти события образуют черную дыру в результате коллапса быстро вращающейся умирающей звезды с массой, более чем в 30 раз превышающей массу Солнца).

Исследователи обнаружили среди звезд меньше золота, чем они ожидали, а также больше серебра, чем предполагалось. Это может означать, что идеи формирования элементов, возможно, еще нуждаются в доработке.

Напомним, ранее сообщалось, что Хаббл заснял разорванную галактику.

Источник

Редакция: | Карта сайта: XML | HTML | SM
2013-2020 © "МехКорпс — роботы и киборги". Все права защищены.