Сливане на неутронни звезди произвежда стронций


Екип от европейски изследователи са открили подписи на стронций, образуван при сливането на неутронни звезди. Показани са две малки, но компактни неутронни звезди в момента, в който те се сливат и експлодират като свръхнова. Credit: ESO

 

За първи път е зарегистриран прясно изработен тежък елемент след сливането на две неутронни звезди. Откритието потвърждава, че по-тежките елементи във Вселената могат да се образуват при сливане на неутронни звезди. 

През 2017 г. е направено вълнуващо откритие – зарегистрирано е преминаване на гравитационни вълни през Земята. Когато VLT се е насочил към източника, откритието е, че причината е сливане на две неутронни звезди, кръстени „GW170817“. Едно от нещата, които могат да се случат при тези изключително енергетични събития е, че може да се синтезират тежки елементи. Техните подписи би трябвало да съществуват в спектралните данни. 

По тази причина, след първоначалното регистриране на сливането на GW170817, широка гама от телескопи извършват спектрографии на получената свръхнова в широк диапазон от дължини на вълните. Един специализират инструмент е „X-shooter“ работещ на VLT. Той е уловил серия от спектри от ултравиолетовите до близките инфрачервени дължини. 

Анализът на данните разкрива наличието на стронций. Това доказва, че огнената топка получена от сблъсъкът на неутронните звезди е създала този елемент във Вселената. На Земята стронций в естествено състояние се среща в почвата и е концентриран в някои минерали. Неговите соли се използват например, за да придават на фойерверките блестящ червен цвят. 

Астрономите още от 50-те години на ХХ век изследват космическите обекти, които притежават силата да модифицират ядрата на атомите или да създават химически елементи. През десетилетията постепенно се разкриват всички теоретични обекти с изключение на един.

Сегашното откритие е последното парче от пъзела. Вече се знае, че химическите елементи се създават в ядрата на обикновените звезди, от експлозиите на свръхнови във външните слоеве на стари звезди и вече при сливане на неутронни звезди.

Бързото неутронно улавяне е процес при който атомното ядро улавя неутрони достатъчно бързо за да позволи създаването на много тежки елементи. Въпреки че много елементи се произвеждат в сърцевината на звездите, създаването на елементи по-тежки от желязото, като стронций, изисква много по-горещи среди с много свободни неутрони.

Бързото неутронно улавяне се осъществява само в екстремни условия, където атомите са бомбардирани от огромен брой неутрони. Новото откритие е първото директно наблюдение на неутронно улавяне с което всъщност се доказва, че неутронните звезди са изградени предимно от неутрони.

На пръв поглед изглежда доста лесно да се регистрират тежки елементи в сливания на неутронни звезди, но за да се види стронций директно се оказва доста трудно. Трудността се дължи на изключително непълните познания за спектралния външен вид на по-тежките елементи в периодичната таблица.

Сливането GW170817 е петото засичане на гравитационни вълни станало възможно благодарение на лазерната обсерватория на NSF в Италия. 


  • 71
  • 0
  • Feb 24, 2020

Коментар
Подобни публикации