«Исчезающе редкий случай»: в космосе нашли неисчерпаемый источник золота
- «Спокойная смерть»
- Рябь в пространстве-времени
- Больше золота, чем весит Земля
. Астрономы выявили феноменально редкий тип звездных систем, где сложились все условия для возникновения килоновой. Это яркое астрономическое событие связывают с образованием благородных металлов.
«Спокойная смерть»
Двойную звездную систему CPD-29 2176 на расстоянии примерно 11 400 световых лет от Земли открыли в 2016-м. Теперь ее подробно рассмотрели с помощью полутораметрового телескопа SMARTS в Межамериканской обсерватории Серро-Тололо в Чили.
Ученые смогли понять эволюцию системы. На первом этапе две массивные голубые звезды создали устойчивую пару. Затем меньшая «раздела» соседку, забрав значительную часть внешней атмосферы.
Далее большая звезда коллапсировала в результате вспышки сверхновой. Массивная звезда фактически «взрывается внутрь». Вещество плотно упаковывается в ядро сравнительно небольшого размера. Если масса ядра больше трех солнечных, появляется черная дыра. Если меньше, как в этом случае, — нейтронная звезда.
Эволюция звездной системы CPD-29 2176, первого подтвержденного предшественника килоновой
Событие в системе CPD-29 2176 — ослабленная версия вспышки сверхновой. Авторы работы используют выражение ultra-stripped supernova (если переводить дословно — «ультраобнаженная сверхновая»). Как сообщили РИА Новости в Институте космических исследований РАН, устоявшегося аналога этого термина в русском языке пока нет.
По выражению ведущего автора статьи Ноэля Ричардсона из Авиационного университета Эмбри Риддла (США), это была сравнительно «спокойная смерть» далекого солнца, благодаря чему меньшая звезда-компаньон сохранила место в системе.
Получившаяся нейтронная звезда, в свою очередь, начинает «поедать» соседку — этот момент астрономы наблюдают прямо сейчас.
Телескоп SMARTS
Потеряв значительную часть атмосферы, звезда-компаньон также погибнет в огне ultra-stripped сверхновой, превратившись в нейтронную. Правда, этот процесс предстоит наблюдать уже астрономам будущего — примерно через миллион лет.
Еще через некоторое время обе нейтронные звезды столкнутся. В результате произойдет взрыв килоновой, который создаст мощные гравитационные волны и оставит после себя большое количество тяжелых элементов.
По словам авторов работы, система из нейтронной звезды и «напарницы», которой предстоит повторить ее судьбу, — «исчезающе редкое» сочетание. По данным ученых, во всей галактике Млечный Путь существует лишь около десяти таких объектов.
Рябь в пространстве-времени
Первый кандидат в килоновые был замечен в 2013-м. А в 2017 году событие, которому присвоили код GW170817, удалось засечь благодаря гравитационно-волновой астрономии.
Согласно общей теории относительности Эйнштейна, пространство и время представляют собой единый континуум. В результате таких масштабных явлений, как слияние черных дыр или нейтронных звезд, по пространству-времени проходит рябь — гравитационные волны.
Колебания в пространстве-времени, источник которых находился на небольшом участке неба в созвездии Гидры, заметили интерферометры LIGO и Virgo, расположенные в США и Италии. После этого к поиску вспышки подключились 70 наземных и космических обсерваторий. С их помощью зафиксировали интенсивный гамма-всплеск — самое яркое и энергичное событие во Вселенной.
Ученые установили, что две нейтронные звезды в 1,1 до 1,6 солнечной массы возникли всего через два миллиарда лет после Большого взрыва. Они вращались вокруг общего центра 11 миллиардов лет. Наконец сблизились примерно на 320 километров и спустя полторы минуты слились, создав килоновую. Ее яркость в 200 миллионов раз превышала яркость Солнца.
С 2013-го подобные события фиксировали не раз. Один из последних случаев описан в статье, опубликованной в декабре 2022 года.
Больше золота, чем весит Земля
Все элементы таблицы Менделеева произведены звездами — во время их жизни или смерти. Единственное исключение — водород, который появился в результате Большого взрыва.
Процесс генерации элементов звездами называется нуклеосинтезом. Именно благодаря ему возникли планеты и жизнь как минимум на одной из них.
Астрофизики установили, что вспышки килоновых — основная причина r-процесса, или быстрого процесса захвата нейтронов, в результате которого производится более половины веществ тяжелее железа.
Вспышка, зафиксированная в 2017-м, привела к выбросу в космическое пространство атомов таких тяжелых элементов, как платина, золото, серебро. Их общая масса превысила земную в 16 тысяч раз.
Скорее всего, золото, которым мы пользуемся на Земле, также появилось в результате взрыва килоновой.
На сайте НАСА отмечают: поскольку столкновения нейтронных звезд — причина кратковременных гамма-всплесков, вполне вероятно, что у вас уже есть сувенир, доставшийся вам в результате одного из самых мощных взрывов во Вселенной.