Космос — найбільша загадка, яку тільки можна собі уявити. На його просторах народжуються, стикаються один з одним і вмирають галактики, зорі та інші небесні об’єкти. Сьогодні вченим відомо про те, як відбувається зіткнення галактик і навіть чорних дір. Але не менш цікавим є зіткнення нейтронних зірок — найбільш щільних об’єктів у Всесвіті, які колапсують в чорні діри. Нещодавно вчені з’ясували, що в результаті злиття нейтронних зірок утворюється безліч важких елементів і навіть визначили один з них. Результати дослідження, опублікованого 23 жовтня в журналі Nature свідчать про наявність стронцію в спектрах хвиль світла, спостережуваних від зіткнення нейтронних зірок.
Нейтронні зірки колапсують в космічних монстрів
Нагадаємо, що нейтронні зірки — одні з найзагадковіших об’єктів у Всесвіті, так як по суті кожна така зірка представляє з себе атомне ядро, що володіє досить дивними властивостями. Вивчення нейтронних зірок здатне прояснити численні темні плями в нашому розумінні екстремальної фізики Всесвіту.
Що відбувається в результаті зіткнення нейтронних зірок?
Зіткнення нейтронних зірок запускає ланцюжок хімічних реакцій, які вчені називають r-процесом. В ході r-процесу атомні ядра зірок захоплюють нейтрони з навколишнього середовища, що і призводить до утворення більш важких елементів. Але дослідники не були впевнені в тому, де відбувалися r-процеси. До того ж, не існує зареєстрованих даних про те, як саме відбувається r-процес в конкретному небесному об’єкт або подію — наприклад, при злитті нейтронних зірок.
Щоб завжди залишатися в курсі останніх наукових відкриттів, підписуйтесь на наш новинний канал в Telegram
Дослідження 2017 року показало, що зіткнення нейтронних зірок породило суміш важких елементів, характерних для r-процесу. Але це й раніше проведені дослідження не змогли визначити, які саме це були елементи. Справа в тому, що дослідники вивчали щодо важкі елементи r-процесу, чиї складні атомні структури можуть генерувати мільйони спектральних особливостей, які на той момент не були ідентифіковані. Стронцій, з іншого боку, відносно легкий елемент порівняно з іншими елементами r-процесу і має просту атомну структуру, яка генерує кілька сильних спектральних міток, які були виміряні в лабораторії. У ході дослідження вчені розширили аналіз, щоб розглянути стронцій і інші елементи r-процесу і змогли ідентифікувати спектральний відбиток стронцію в спектрах, отриманих з допомогою Very Large Telescope в Чилі в перші кілька днів після злиття нейтронних зірок.
Так виглядає Very Large Telescope в Чилі
Як пов’язані нейтрино і зіткнення нейтронних зірок?
Дослідники відзначають, що присутність стронцію — явище не надто несподіване, але воно здатне розповісти дещо цікаве про склад матеріалу, який випускається під час злиття цих щільних небесних об’єктів. Вчені вважають, що матеріал нейтронної зірки, що виробляє стронцій, ймовірно, зазнав деякого іншого взаємодії — наприклад, бомбардування примарними субатомными частками, званими нейтрино, породженими в результаті злиття нейтронних зірок. Нейтрино — це частинки з нульовим електричним зарядом, які відіграють дуже важливу роль в ядерних реакціях. Сьогодні фізикам відомо, що нейтрино мають масу, проте до цих пір залишається величезна кількість питань щодо цих часток. Деякі види нейтрино є стерильними — це означає, що вони взагалі ні з чим не взаємодіють. Фізики не виключають, що такі нейтрино можуть утворювати темну матерію.
Таким чином, кількість питань щодо екстремальної фізики Всесвіту залишається непомірно великим, проте той факт, що дослідникам вдалося ідентифікувати елемент, породжений злиттям нейтронних зірок означає, що ми на правильному шляху. Як ви думаєте, розгадають чи вчені в найближчі 30 років таємницю темної матерії? Давайте поговоримо на цю тему в коментарях і з учасниками нашого Telegram-чату.
: Source
