Сливане на неутронни звезди ражда злато и платина

Златото е доста рядък метал. И не само на Земята, но и във Вселената. Теоретично златото може да се образува, когато ядрата на атомите на по-леките елементи се обстрелват от неутрони и протони от бързодвижещи се продукти от взривове на близки свръхнови.

Но компютърно моделиране на подобни процеси невинаги произвежда тежки елементи от типа на златото, оловото, платината и пр. в наблюдаваните в природата пропорции. Това кара да се търси алтернативен механизъм на образуването на толкова тежки елементи.

„Когато две неутронни звезди се сблъскват, се появява излишък неутрони, които могат да създадат тези тежки елементи – смята Едо Бергер от Харвард-Смитсъниънския център по астрофизика. – А ето какво наистина не достига на цялата тази дискусия – данните от реални наблюдения, за да се реши този въпрос веднъж завинаги.

Наистина – неутронните звезди доста трудно се наблюдават, защото светлина в повечето диапазони от тях почти няма. Но ето че на 3 юни т.г. орбиталната обсерватория Swift фиксирала кратко гама-изригване, случило се в далечна галактика преди 3,9 млрд. г. Никой с точност не знае причините, предизвикващи кратките гама-изригвания от такъв род.

Според сценария на падането на две неутронни звезди една върху друга с последващо сливане и превръщане в черна дупка, част от изхвърления при колизията материал след това ще попадне в черната дупка, изпитвайки при това силно нагряване, което се съпровожда с изхвърляне на гама-лъчение.

За да проверят тази хипотеза, районът на небето, от който идвало изригването, бил изследван внимателно с помощта на космическия телескоп „Хъбъл” в оптичния и инфрачервения спектър, благодарение на което астрономите открили слабо светене.

Инфрачервеното светене е признак на разпад на радиоактивни елементи, смята Бергер, и съдейки по неговата интензивност, около 35% от масата на двете неутронни звезди са избегнали поглъщането от черната дупка. Макар че излишъкът от неутрони в този район е създал доста нестабилни радиоактивни елементи, там би трябвало да има и много стабилни тежки изотопи – от рода на злато, платина и олово.

„За първи път виждаме признаци на такъв процес – пояснява ученият. – Спекулациите на тази тема се въртят отдавна, но никой никога не е наблюдавал подобно нещо.” Според изчисленията на екипа на Бергер периодичността на сблъсъци на неутронни звезди в нашата галактика е напълно достатъчна, за да се породят почти всички тежки елементи в нея именно с такъв механизъм.

Макар че възможността за образуването на тежки елементи при взривове на свръхнови не се отрича, те не са основният им източник в особено тежки версии. Наистина, честотата на сливане на неутронни звезди в Млечния път засега остава чисто теоретична – наблюдателната астрономия не разполага с реални данни от такъв род.

Отчет за изследването ще се появи в Astrophysical Journal Letters, а с кратката му версия може да се запознаете тук.

Източник: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics