Выдвинута новая гипотеза о формировании тяжелых элементов
Команда астрофизиков предложила новый взгляд на то, как появляются тяжелые элементы — то есть вся таблица Менделеева, за исключением гелия и водорода. Согласно их предположению, главным «действующим лицом» в этом процессе является гамма-излучение, а топливом — внешние слои взрывающейся массивной звезды.
То, что тяжелые элементы образуются в недрах звезд и распространяются по Вселенной при их взрывах — в принципе, давно известно и не подвергается сомнениям. В частности, особую роль здесь могут играть светила, подобные Солнцу. Но конкретные механизмы данного процесса все еще остаются предметом активных (а иногда даже ожесточенных) дискуссий. Особенно это касается по-настоящему тяжелых элементов — таких как уран или плутоний, для образования которых даже внутри звезды может быть недостаточно экстремально.
Новая гипотеза в состоянии объяснить, какие силы приводят к появлению атомов, чьи ядра из-за своего размера еле-еле балансируют на пороге распада. Согласно разработанному учеными сценарию, синтез подобных элементов происходит во внешних слоях массивных звезд — в те доли секунды, которые предшествуют их уничтожению. Дело в том, что при взрыве крупного светила внутри него появляется источник мощнейшего гамма-излучения, которое способно запустить процесс быстрого захвата нейтронов (или «r-процесс»), если для него будет достаточно топлива.
Последовательность событий выглядит следующим образом. Сначала массивная звезда, исчерпав запас водорода, начинает сжиматься, из-за чего в ее центре образуется черная дыра. Если последняя вращается достаточно быстро, то вокруг нее возникает сильное магнитное поле, которое работает, как мощный ускоритель — запуская струи гамма-излучения. Высокоэнергетические фотоны пронзают внешние слои звезды, как картечь — стену из рыхлого снега. Под действием которых протоны в атомных ядрах начинают превращаться в нейтроны.
Так и запускается искомый r-процесс, конечными продуктами которого будут торий, актиний, менделеевий, уран и другие сверхтяжелые элементы. Расчеты, проведенные командой физиков, показывают, что вся описанная цепочка событий проходит за невероятно краткое время — буквально несколько наносекунд.
Несмотря на стройность и изящество описанной (очень сокращенно) схемы, имеется и ряд нерешенных проблем. Главная из них — огромный пробел в имеющихся знаниях о самых тяжелых из элементов, образующихся в ходе r-процесса. Точно неизвестны ни их атомная масса, ни период полураспада, ни химические свойства. Зато данный сценарий может объяснить появление килоновых — фантастически ярких всплесков оптического, инфракрасного и гамма-излучения вследствие столкновений нейтронных звезд.
Самое популярное
