Сблъсъците на неутронни звезди не създават такова количество химически елементи, каквото по-рано се предполагаше, установява нов анализ на еволюцията на галактиките.
Изследването разкрива също още една астрономическа мистерия - настоящите модели не могат да обяснят количеството злато в космоса.
Авторите на проучването, публикувано в Astrophysical Journal, създават нов вид Периодична таблица, показваща звездния произход на естествено срещащи се елементи от въглерод до уран.
На 17 август 2017 г. детекторите LIGO и Virgo откриват гравитационни вълни от събитието GW170817, двойка неутронни звезди, които се сблъскват и сливат. Освен вълните в тъканта на пространство-времето, има много форми на електромагнитно излъчване и от сблъскващите се неутронни звезди и резултатът от изследването е, че неутронните звезди се разглеждат като източник на златото във Вселената.
Но последващи изследвания на астрономи от австралийския ARC Център за върхови постижения за Астрофизика на цялата небе в три измерения (ASTRO 3-D - All Sky Astrophysics in Three Dimensions), ръководен от Чиаки Кобаяши (Chiaki Kobayashi) от Университета в Хартфордшир, показва, че нещата стоят по различен начин. Изглежда, че неутронните звезди са в състояние да произведат малко злато, не толкова, колкото се очаква.
Добре, неутронните звезди не са източникът на злато. Тогава кой е доставчикът на лъскавия метал?
Концепция на художник на две сблъскващи се неутронни звезди. Кредит: National Science Foundation/LIGO/Sonoma State University/A.Simonnet.
Откъде идват химичните елементи
Големият взрив произвежда само най-леките елементи - водород, хелий и литий. Останалите естествени елементи са създадени в ядрени процеси, случващи се в недрата на звездите.
По-тежките елементи до и включително желязото се правят в масивните звезди. Масата управлява точно кои елементи ще се образуват, но всички те се освобождават в галактиките в последните моменти на всяка звезда - експлозивно. Смяташе се, че всичко по-тежко от златото може да произвежда в неутронни звезди, които се образуват след експлозии на свръхнови и сливания с други неутронни звезди. А създадените тежки елементи се разнасят с подобни на слънчевия вятър потоци.
„Можем да си представим звездите като гигантски тенджери под налягане, в които се създават новите елементи“, обяснява съавтор доцент Аманда Каракас (Amanda Karakas) от австралийския ASTRO 3-D. "Реакциите, които произвеждат тези елементи, осигуряват и енергията, която поддържа светлината на звездите в продължение на милиарди години. С напредване на възрастта звездите произвеждат все по-тежки и по-тежки елементи, докато вътрешността им се нагрява."
Смяташе се, че половината от всички елементи, които са по-тежки от желязото - като торий и уран, се получават, когато неутронните звезди, свръхплътните останки от свършили горивото си слънца, се сблъскат една с друга.
Сега обаче новият анализ на Каракас и колегите й астрономи Чиаки Кобаяши и Мария Лугаро (Maria Lugaro) разкрива, че ролята на неутронните звезди е била значително надценена - и че друг звезден процес е отговорен за създаването на повечето от тежките елементи.
"Сливането на неутронни звезди не е произвело достатъчно тежки елементи в ранния живот на Вселената и все още не го прави, 14 милиарда години по-късно", отбелязва Каракас.
Изследователите разглеждат начина, по който се е образувало не само на златото, но и всички елементи, с изключение на водорода. Оказва се, че няма нито един елемент, образуван само от един тип звезда, а че за всички има комбинация от възможни източници.
Изследването допълва и прецизира предишни изследвания, които изчисляват относителната роля на звездната маса, възрастта и реда при производството на елементи. Например изследователите установяват, че звездите, по-малки от около осем пъти масата на Слънцето, произвеждат въглерод, азот и флуор, както и половината от всички елементи, по-тежки от желязото. Звезди с маса над осем пъти по-голяма от слънчевата маса, които също експлодират като свръхнови в края на живота си, произвеждат много от елементите от въглерод до желязо, включително по-голямата част от кислорода и калция, необходими за живота.
„Освен водород, няма нито един елемент, който да може да се образува само от един тип звезда“, обяснява Кобаяши.
"Половината въглерод се получава от умиращи звезди с ниска маса, но другата половина идва от свръхнови. Половината желязо идва от нормални свръхнови от масивни звезди, но другата половина се нуждае от друга форма, известна като свръхнови тип Ia. Те се произвеждат в двойни системи от звезди с ниска маса".
Двойките масивни звезди, свързани с гравитацията, за разлика от тях, могат да се трансформират в неутронни звезди. Когато те се сблъскат една с друга, ударът произвежда някои от най-тежките елементи, открити в природата, включително златото.
За златото изглежда има друг основен източник, рядък тип свръхнова, която се върти много бързо и генерира много мощни магнитни полета. Размерът на сблъсъците на неутронни звезди просто би бил твърде малък, за да се обясни количеството злато и други тежки елементи в Млечния път.
Това проучване е първото, при което звездният произход е изчислен за всички естествени елементи от въглерод до уран.
Справка: Astrophysical Journal (2020). DOI: 10.3847/1538-4357/abae65
Източник: Elements of surprise: Neutron stars contribute little, but something's making gold, research finds, ARC Center of Excellence for All Sky Astrophysics in 3D
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари