Взрывы нейтронных звезд наполняют космос золотом и ураном
Во Вселенной происходят колоссальные взрывы — вспышки магнетаров, и, возможно, именно они создают тяжелые элементы, такие как золото, платина и уран, а затем разбрасывают их по космосу.
Результаты опубликованы в издании The Astrophysical Journal Letters.
Раньше ученые лишь предполагали, откуда берутся эти элементы. Но новое исследование показало: до 10% тяжелых металлов в Млечном Пути могли появиться благодаря магнетарам — нейтронным звездам с чудовищным магнитным полем.
Тодд Томпсон, соавтор работы и профессор астрономии в Университете Огайо, говорит, что раньше астрономы не задумывались, какую роль магнетары играют в формировании галактик.
Нейтронные звезды — это невероятно плотные объекты с мощнейшими магнитными полями. Они почти как черные дыры, но все же нет, — объясняет он.
Тяжелые элементы образуются в особых условиях в ходе так называемого r-процесса — цепочки ядерных реакций. В 2017 году ученые впервые увидели этот процесс в действии, когда две нейтронные звезды столкнулись. Однако этого оказалось недостаточно, чтобы объяснить все тяжелые элементы во Вселенной.
Новое исследование предлагает ответ: магнетары. В 2004 году вспышка магнетара SGR 1806–20 была настолько яркой, что ее отблеск изучали даже по отражению от Луны. Анализ показал, что выброшенные при вспышке элементы распадались именно так, как предсказывала теория.
Мне нравятся такие открытия — они показывают, как устроена Вселенная, — говорит Томпсон.
Магнетары не только создают золото и платину, но и выбрасывают углерод, кислород и железо — основу жизни. Через миллиарды лет эти атомы могут оказаться в новых звездах, планетах и даже в живых организмах.
Проблема в том, что вспышки магнетаров редки и длятся мгновения. Современные телескопы, вроде «Джеймса Уэбба» или „Хаббла“, не могут их детально изучать. Но будущая миссия NASA — COSI — возможно, поможет. Если в нашей галактике произойдет еще одна мощная вспышка, ученые смогут точно определить, какие элементы она создала.
Мы предлагаем новые идеи, и дальнейшие наблюдения помогут нам раскрыть еще больше тайн, — говорит Томпсон.
Это исследование меняет наше понимание химической эволюции галактик. Если магнетары действительно производят значительную часть тяжелых элементов, значит, они влияют на состав планет и, возможно, на возникновение жизни.
Кроме того, изучение магнетаров может пролить свет на природу быстрых радиовсплесков — загадочных космических сигналов. А если мы поймем, как именно рождаются тяжелые элементы, это поможет в разработке новых материалов и даже в ядерной энергетике.
Ранее ученые исследовали магнетар в центре Млечного пути.
