За появление золота и других тяжелых металлов во Вселенной отвечают магнетары
Астрономы добились решительного прорыва в изучении грандиозной по своей яркости вспышки магнетара. Буквально за несколько секунд звезда выбросила в космос больше энергии, чем Солнце за тысячи лет. Тем самым не только был обнаружен еще один источник тяжелых и сверхтяжелых элементов, но и разгадана тайна взрыва, произошедшего больше 20 лет назад.
В декабре 2004 года орбитальные обсерватории INTEGRAL и Swift зафиксировали потрясающую по своей силе вспышку — вероятно, самый мощный взрыв в Млечном Пути за четыреста лет наблюдений (со времен «сверхновой Кеплера»). В гамма-диапазоне она была ярче полной Луны и всего за 0,1 секунды выделила 1,3 ⋅ 10 в 39 степени джоулей энергии (Солнцу для этого необходимо 100 000 лет). Такое событие, произойди оно ближе 10 световых лет от Земли, было бы сравнимо по эффекту с ядерной бомбардировкой.
Источник вспышки астрономы установили довольно быстро — им оказался магнетар SGR 1806-20. При дальнейшем изучении эта нейтронная звезда оказалась самым намагниченным объектом из известных человечеству, с магнитным полем, в квадриллион (!) раз сильнее земного. А вот с другим сигналом, достигшим пика через 10 минут после первой вспышки, возникли трудности: объяснить его происхождение ученым не удавалось больше 20 лет. Ситуация изменилась лишь в текущем году, благодаря исследователям из Центра вычислительной астрофизики Института Флэтайрон.
Команда пришла к выводу, что это был первый в истории случай непосредственного наблюдения r-процесса — реакции быстрого захвата нейтронов, которая делает возможным синтез тяжелых элементов. Для этого нужны по-настоящему экстремальные условия (какие именно — недавно описала другая команда астрофизиков), и магнетар вполне может стать их естественной «фабрикой». Согласно расчетам, в ходе единственной вспышки SGR 1806-20 произвел массу тяжелых металлов, эквивалентную 1/3 всей Земли.
Астрономы осознанно наблюдали r-процесс лишь однажды — во время столкновения двух нейтронных звезд в 2017 году. Но вспышка 2004 года была хронологически первой — пусть тогда и не было достаточной теоретической базы для понимания ее природы.
Таким образом получено доказательство того, что не только столкновения погибших массивных звезд могут запускать синтез тяжелых элементов — отдельные светила тоже вполне на это способны. Это разрешает многолетнее затруднение — несоответствие между количеством золота, платины, урана и других металлов с высокой атомной массой и ожидаемой частотой столкновений. Именно магнетары могли бы насытить космос золотом и другими тяжелыми элементами — гораздо раньше, чем это предполагали теоретики — и сформировать ту картину, которую наблюдает в ранней Вселенной телескоп «Уэбб».
Самое популярное
