Видео дня
Физики впервые увидели, как взрыв в космосе образовал важные для жизни элементы
Пара нейтронных звезд, которые на протяжении сотен миллионов лет кружились по спирали, приближаясь друг к другу, наконец-то столкнулись, спровоцировав мощный взрыв, известный как килонова. Хотя этот процесс не является новым для ученых, то, что последовало за ним, они увидели впервые. Сила этого мощного взрыва привела к образованию редких химических элементов, в том числе и важных для жизни на Земле.
Об этом говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature. В марте 2023 года астрофизик Радбудского университета Эндрю Леван и его коллеги наблюдали за тем, как килонова, расположенная примерно в миллиарде световых лет от Земли, перешла от яркого всплеска гамма-лучей к устойчивому инфракрасному свечению.
Для ее исследования они использовали инструмент среднего инфракрасного спектра (MIRI) телескопа NASA имени Джеймса Вебба (JWST). Благодаря этому инструменту они смогли измерить спектр света, поступающего от облака космического мусора, оставшегося после взрыва.
Нейтронные звезды – это выгоревшие ядра массивных звезд, которые остаются после того, как звезда сжигает все свое ядерное топливо и разражается сверхновой. В результате такого взрыва ядро звезды разрушается и упаковывается так плотно, что атомы разбиваются на меньшие частицы, называемые нейтронами. В результате и возникают нейтронные звезды, которые являются одними из самых плотных объектов во Вселенной. Сравниться с плотностью нейтронной звезды может разве что черная дыра.
Очевидно, что столкновение двух столь плотных нейтронных звезд создает эпический взрыв. Но килонова, наблюдаемая исследователями, была настолько мощной, что излучала гамма-лучи в космос на протяжении более трех минут, хотя обычно этот процесс длится считанные секунды. Поэтому они подозревают, что, возможно, это было что-то еще более впечатляюще. Например, столкновение нейтронной звезды с черной дырой или же слияние двух нейтронных звезд в новую гипермассивную нейтронную звезду.
Но мощность взрыва была не самым интересным, что увидели ученые. Еще больше их удивил химический след, оставивший этот взрыв. Оказалось, что килонова спровоцировала появление в космосе редких и очень важных элементов.
"Все нейтроны в нейтронной звезде выбрасываются и улавливаются атомами, образуя набор нестабильных элементов. Они распадаются, образуя стабильные элементы", – рассказал Леван в интервью Inverse.
Именно так ученые заметили, что был образован теллур, а также йод – минерал, без которого млекопитающие (а значит – и люди) не могут жить. Химики и раньше подозревали, что теллур образуется, когда атомы захватывают блуждающие нейтроны, но никто не был уверен, какое именно космическое событие создаст надлежащие условия для этого процесса.
"Мы впервые видим, как производится значительное количество (теллура), и это помогает преодолеть разрыв между тем, что мы видим в окружающем мире, и тем, что, как мы знаем, может дать нам вселенная", – пояснил соавтор исследования, астрофизик Бирмингемского Университета Бен Гомпертц.
Йод является важным компонентом гормона щитовидной железы, контролирующим метаболизм в организме. Знание того, откуда он взялся на нашей планете миллиарды лет назад, является еще одной частью истории о том, как возникла и развивалась жизнь на земле.
Теллур же очень странный металл, который используется в некоторых солнечных панелях и других технологиях. Он относительно редок на Земле, поскольку обладает свойством связываться с водородом и испаряться в космос. В отличие от йода, теллур ядовит для человеческого организма, но, вероятно играет свою роль при формировании планет.
Ранее OBOZ.UA рассказывал о том, что столкновение двух нейтронных звезд и взрыв килоновы стали бы разрушительными для планеты Земля.
Подписывайтесь на каналы OBOZ.UA в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.