Відео дня
Фізики вперше побачили, як вибух в космосі утворив важливі для життя елементи
Пара нейтронних зірок, які впродовж сотень мільйонів років оберталися по спіралі, наближаючись одна до одної, нарешті зіткнулися, спровокувавши потужний вибух, відомий як кілонова. Хоча цей процес не є чимось новим для вчених, те, що послідувало за ним, вони побачили вперше. Сила цього потужного вибуху призвела до утворення рідкісних хімічних елементів, у тому числі й тих, що є важливими для життя на Землі.
Про це йдеться у дослідженні, яке опубліковано в журналі Nature. У березні 2023 року астрофізик Радбудського університету Ендрю Леван та його колеги спостерігали за тим як кілонова, розташованою приблизно за мільярд світлових років від Землі, перейшла від яскравого сплеску гамма-променів до стійкого інфрачервоного світіння.
Для її вивчення вони використали інструмент середнього інфрачервоного діапазону (MIRI) телескопу NASA імені Джеймса Вебба (JWST). Завдяки цьому інструменту вони змогли виміряти спектр світла, що надходить від хмари космічного сміття, яке залишилося після вибуху.
Нейтронні зорі – це вигорілі ядра масивних зірок, які залишаються після того, як зірка спалює все своє ядерне паливо і вибухає надновою. Внаслідок такого вибуху ядро зірки руйнується і упаковується так щільно, що атоми розбиваються на менші частинки, які називаються нейтронами. Внаслідок цього й виникають нейтронні зірки, які є одними із найщільніших об'єктів у Всесвіті. Позмагатися зі щільністю нейтронної зірки може хіба що чорна діра.
Очевидно, що зіткнення двох настільки щільних нейтронних зірок створює епічний вибух. Але кілонова, яку спостерігали дослідники, була настільки потужною, що випромінювала гамма-промені у космос впродовж більше трьох хвилин, хоча зазвичай цей процес триває лічені секунди. Тож вони підозрюють, що можливо це було дещо ще більш вражаюче. Наприклад, зіткнення нейтронної зірки з чорною дірою або ж злиття двох нейтронних зірок у нову гіпермасивну нейтронну зорю.
Але потужність вибуху була не найцікавишим, що побачили вчені. Ще більше їх здивував хімічний слід, який залишив цей вибух. Виявилося, що кілонова спровокувала появу в космосі рідкісних і надзвичайно важливих елементів.
"Усі нейтрони в нейтронній зірці викидаються і вловлюються атомами, утворюючи набір нестабільних елементів. Вони розпадаються, утворюючи стабільні елементи", – розповів Леван в інтерв'ю Inverse.
Саме так вчені помітили, що було утворено телур, а також йод – мінерал, без якого ссавці (а значить – і люди) не можуть жити. Хіміки й раніше підозрювали, що телур утворюється, коли атоми захоплюють блукаючі нейтрони, але ніхто не був упевнений, яка саме космічна подія створить належні умови для цього процесу.
"Ми вперше бачимо, як виробляється значна кількість (телуру), і це допомагає подолати розрив між тим, що ми бачимо в навколишньому світі, і тим, що, як ми знаємо, може дати нам всесвіт", – пояснив співавтор дослідження, астрофізик Бірмінгемського університету Бен Гомпертц.
Йод є важливим компонентом гормону щитовидної залози, який контролює метаболізм в організмі. Знання того, звідки він взявся на нашій планеті мільярди років тому, є ще однією частиною історії про те, як виникло і розвивалося життя на землі.
Телур же є дуже дивним металом, який використовується в деяких сонячних панелях та інших технологіях. Він є відносно рідкісним на Землі, оскільки має властивість зв'язуватися з воднем та випаровуватися в космос. На відміну від йоду, телур отруйний для людського організму, але, ймовірно, грає свою роль під час формування планет.
Раніше OBOZ.UA розповідав про те, що зіткнення двох нейтронних зірок і вибух кілонови стали б руйнівними для планети Земля.
Підписуйтесь на канали OBOZ.UA у Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.