Астрономія
Астрономія

Новий аналіз зменшує роль зіткнень нейтронних зірок у формуванні елементів

Kobayashi et al, Sahm Keily / Cosmosmagazine

Kobayashi et al, Sahm Keily / Cosmosmagazine

Новий аналіз еволюції галактик показав, що зіткнення нейтронних зірок не створює раніше передбаченої кількості важких хімічних елементів. Дослідження також виявляє, що сучасні моделі не можуть пояснити кількість золота у космосі. Для своєї роботи, доступної на сайті препринтів arXiv.org, вчені створили періодичну таблицю, яка демонструє походження елементів від карбону до урану.

Як вчені вивчають походження елементів?

Різні хімічні елементи походять з різних астрономічних джерел: зірок із широким діапазоном мас, наднових та бінарних зоряних систем. Відносний внесок кожного джерела залежить від часу та середовища, у якому воно знаходилося. Ті елементи, які важчі за гелій, синтезуються всередині зірок, а потім викидаються назовні. Наступне зоряне покоління вже утворюється з газових хмар, які включають важкі елементи від попередніх зоряних поколінь. Тому зірки сучасної галактики, наче скам'янілості, зберігають інформацію про властивості зірок минулого. За наявністю тих чи інших елементів у сучасних зірках можна вивчати історію формування галактики. Цей підхід називається галактичною археологією і може застосовуватися не лише до Чумацького Шляху, а й до інших галактик.

Вважалося, що велика частина елементів, важчих ніж залізо, утворюється під час зіткнень нейтронних зірок — щільних залишків масивних світил. У 2017 році вчені підтвердили існування таких зіткнень.

Що показав новий аналіз?

Дослідники вирішили визначити, яку кількість елементів від вуглецю до урану створює певне джерело, та створили періодичну таблицю цих елементів із зазначенням їхнього походження. Отримана модель хімічної еволюції галактик показала, що злиття нейтронних зірок не виробляють достатньої кількості важких елементів ані у ранньому житті Всесвіту, ані зараз. Такі зірки не формуються достатньо швидко, і їхні зіткнення відбуваються не часто. Натомість нове дослідження припускає, що важкі елементи створюються особливими надновими, які спалахують, обертаючись дуже швидко і створюючи сильні магнітні поля.

Окрім того, вчені виявили, що спостереження показують забагато срібла та замало золота для прийнятих моделей хімічної еволюції Всесвіту. Це вказує на можливість існування нового типу спалахів зірок чи реакцій всередині них.

Втім, майбутні дослідження можуть виявити, що зіткнення нейтронних зірок відбуваються частіше, ніж вважається наразі.