Зарегистрированы первые признаки слияния нейтронных звёзд

Именно в подобных процессах образовались тяжёлые металлы, не формирующиеся в норме в звёздных недрах...

Золото — материал довольно редкий. И не только на Земле, но и во Вселенной. Одна из причин этого заключается в следующем: согласно имеющимся у астрофизиков представлениям, оно не может формироваться внутри звёзд, словно какое-нибудь железо. Пока по всём подсчётам для этого подходили только две категории событий.

Теоретически золото может быть образовано, когда ядра атомов более лёгких элементов обстреливаются нейтронами и протонами из быстродвижущихся продуктов взрывов близких сверхновых. Однако компьютерное моделирование подобных процессов далеко не всегда производит тяжёлые элементы типа золота, свинца, платины и пр. в наблюдаемых в природе пропорциях. Это заставляет искать альтернативный механизм образования столь тяжёлых элементов.

«Когда две нейтронные звезды сталкиваются, появляется переизбыток нейтронов, который может создать эти тяжёлые элементы, — уверен Эдо Бергер (Edo Berger) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США). — А вот чего действительно не хватает всей этой дискуссии — так это данных реальных наблюдений, чтобы разрешить вопрос раз и навсегда».

Действительно, с такой информацией не всё в порядке: нейтронные звёзды довольно трудно наблюдать в силу того, что света в большинстве диапазонов от них почти нет. Но вот 3 июня 2013 года орбитальная обсерватория Swift зафиксировала короткую гамма-вспышку, случившуюся в далёкой галактике 3,9 млрд лет тому назад. Никто точно не знает причин, вызывающих короткие гамма-вспышки такого рода, однако, согласно сценарию падения двух нейтронных звёзд друг на друг с последующим слиянием и превращением в чёрную дыру, часть выброшенного при коллизии материала затем проваливается в ЧД, испытывая при этом сильнейший нагрев, который сопровождается выбросом гамма-излучения.

Чтобы проверить эту гипотезу, район неба, из которого исходила вспышка, тщательно исследовали с помощью космического телескопа «Хаббл» в оптическом и дальнем инфракрасном спектре, благодаря чему удалось обнаружить слабое свечение.

ИК-свечение — признак распада радиоактивных элементов, полагает г-н Бергер, и, судя по его интенсивности, примерно 3% массы обеих нейтронных звёзд в конечном счёте избежало поглощения в ЧД. Хотя избыток нейтронов в этом районе создал массу весьма нестабильных радиоактивных элементов, там должно быть и много стабильных тяжёлых изотопов — вроде того же золота, платины и свинца.

 

https://www.youtube.com/embed/Zavbv39Nbyg?feature=player_detailpage

«Мы впервые видим признаки такого процесса, — поясняет учёный. — Спекуляции на эту тему велись давно, но никто ничего подобного не наблюдал». Согласно расчётам группы Бергера, регулярность таких столкновений нейтронных звёзд для нашей Галактики вполне достаточна для того, чтобы почти все тяжёлые элементы в ней были порождены именно таким механизмом.

Словом, хотя возможность образования тяжёлых элементов при взрывах сверхновых и не отрицается, они не кажутся основным их источником в особо тяжёлых версиях. Заметим, правда, что оценки частоты слияний нейтронных звёзд в нашей Галактике остаются пока чисто теоретическими: реальными данными такого рода наблюдательная астрономия не располагает.

Отчёт об исследовании вскоре появится в Astrophysical Journal Letters, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.