Tähtitieteilijät ovat löytäneet todennäköisen raskaiden elementtien lähteen maailmankaikkeudessa.

Raskaat tuotteet, kuten kulta, platina jauraani voi muodostua romahtaviin - nopeasti pyöriviin massiivisiin tähdisiin, jotka romahtavat mustiksi reikiksi, kun niiden ulkokerrokset räjähtävät harvinaiseksi supernovaksi. Uuden mustan reiän ympärille kiertävän materiaalin levy voi muodostaa tähtitieteellisen alkemian edellyttämät olosuhteet, kuten Science Newsin julkaisema Kolumbian yliopiston tutkijoiden uusi tutkimus julkaisi. Nature-julkaisu julkaisee raportin koko version.

"Tällaisissa äärimmäisissä olosuhteissa syntyneet mustat reiät ovat edelleen nirsoilijoita", sanoi astrofysiikka Brian Metzger Columbian yliopistosta.

Tieteelliset simulaatiot, joita tutkijat suorittavatosoittaa, että "yhdelle istunnolle" heillä on tapoja "syödä" tietty määrä ainetta, ja mitä he "halveksivat" kuljettaa kosminen tuuli, joka on runsaasti neutroneja. Tässä ympäristössä on sopivat olosuhteet raskaiden elementtien luomiseksi, tutkijat huomauttavat.

Tiede on jo pitkään hämmentynyt siitä, miten se näkyymaailmankaikkeuden raskaimmat elementit. Kevyemmät, kuten hiili, happi ja rauta, muodostuvat tähtien sisäpuolelle ja sitten purkautuvat tähtien räjähdyksiin - supernovaan. Mutta jaksollisessa taulukossa alla olevien elementtien luomiseksi tarvitaan äärimmäinen keskiarvo, joka on täynnä neutroneja. Tässä ympäristössä voi esiintyä reaktioketjua, joka tunnetaan nimellä r-prosessi, jossa atomiytimet imevät nopeasti neutronit ja käyvät läpi radioaktiivisen hajoamisen uusien elementtien muodostamiseksi.

Aiemmin tiedemiehet ottivat sen huomioon törmäyksessäKaksi kuollutta tähteä (neutroni) r-prosessi voi tapahtua fuusiolla puhalletussa materiaalissa. Tämä olettamus vahvistettiin, kun tähtitieteilijät olivat todistamassa kahden neutronilähteen törmäystä, mikä johti avaruusajan pulsoitumiseen, joka tunnetaan myös gravitaatioaaltoina ja valona. Tämä kosminen ilotulitus osoitti merkkejä raskaiden elementtien seoksen muodostumisesta, mukaan lukien kulta, hopea ja platina.

Kuitenkin selitys, johon liittyy neutronitähdillä on joitakin aukkoja. Näiden kuolleiden tähtien fuusio voi kestää kauan. Samalla tiedemiehet ovat löytäneet raskaiden elementtien läsnäolon muinaisissa tähdissä, jotka muodostuivat maailmankaikkeuden historian aamulla. Ei ole vielä selvää, olisiko näiden tähtitieteellisten esineiden fuusio voinut tapahtua riittävän nopeasti selittämään elementtien läsnäoloa näissä varhaisissa tähtissä.

Collapsars puolestaan ​​voi tapahtua paljonnopeammin, lähes tähtien muodostumisen vaiheessa. Ja tämä ilmiö voi olla tehokas raskaiden elementtien tuottaja, Metzger-konserni uskoo. Kuten Metzger itse toteaa, yksi kollapsari pystyy tuottamaan 30 kertaa enemmän r-prosessimateriaalia kuin neutronitähtien yhdistäminen. Tutkijat ilmoittavat, että romahtamisparit saattavat olla vastuussa 80 prosentista maailmankaikkeuden r-prosessin elementeistä ja neutronitähtien sulautumisesta.

Uusien tutkijoiden havainnot sallivatTutustu vuoden 2016 löydökseen, kun tähtitieteilijät huomasivat, että kääpiö galaksi nimeltään Reticulum II koki kataklysmin Universumin historian alussa, mikä jätti r-prosessin elementit tähtiinsä. Sitten oletettiin, että se oli antiikin neutronitähtien fuusio, joka tuli Universumin raskaiden elementtien lähteeksi. Viimeisimmän tutkimuksen tulokset viittaavat uuteen ehdokkaan tämän lähteen rooliin - collapsars.

Astrofysiikka Anna Fröbel Massachusettsin teknologiainstituutista, yksi vuoden 2016 tutkimuksen tekijöistä, on samaa mieltä Metzger-tutkimusryhmän havaintojen kanssa.

”Tämä on hyvin jännittävää. Neutronitähtien sulautuminen on harvinaista, joten minusta tuntui, että voitimme arpajaiset. Mutta kollapsit ovat noin 10 kertaa vähemmän, joten jos he selittävät sen, näyttää siltä, ​​että voitimme loton kahdesti, ”tiedemiehen kommentit.

Tutkijat eivät vieläkään tiedä kuinka useinkollapsit ja pystyvätkö ne tuottamaan materiaalimäärän, joka voisi selittää Universumissamme havaittavien raskaiden elementtien runsauden.

"Mielestäni on vielä liian aikaista tehdä tuomio", sanoo astrofysiikka Alexander G, observatorio Carnegie-instituutissa Pasadenassa (Kalifornia, USA), vuoden 2016 tutkimuksen toinen tekijä.

Nyt tiedemiehet haluavat ymmärtää romahtamisen taineutronitähdet selittävät paremmin galaksien, kuten Reticulum II: n, käyttäytymistä ja raskaiden elementtien muodostumista. Lisäksi supernovien vaikutukset, jotka aiheutuvat romahduksista, auttavat myös tarkemmin määrittämään niiden roolin tässä asiassa.

Voit keskustella artikkelista Telegram-keskustelussa.