Древние звезды Вселенной синтезировали элементы тяжелее урана и плутония
Ученые проанализировали содержание тяжелых элементов в современных звездах и нашли новые закономерности, которые пока можно объяснить лишь распадом еще более тяжелых элементов. Из этого следует, что древние звезды синтезировали необычайно тяжелые элементы — намного тяжелее, чем любые, обнаруженные в земной природе.
Звезды — «фабрики» по производству элементов. Самые тяжелые ядра синтезируются при так называемом быстром процессе захвата нейтронов, или r-процессе. При этом ядро элемента — например, железа — захватывает окружающие свободные нейтроны. Пока есть достаточно свободных нейтронов, рост «обгоняет» распад, и ядро продолжает накапливать массу.
Ученые уверены, что именно таким образом образовались многие ядра тяжелее железа и все ядра тяжелее висмута (атомная масса — 208,89). Проблема изучения их количества и разнообразия во Вселенной в том, что они нестабильны и распадаются со временем.
Подходящие условия для r-процесса — огромное количество свободных нейтронов и энергии — возникают во Вселенной лишь во время слияния, образования и «смерти» нейтронных звезд.
«У нас есть общее представление о том, как протекает процесс быстрого захвата нейтронов, но условия у него экстремальные. Мы до сих пор не понимаем, сколько видов событий во Вселенной могут запустить r-процесс. Мы не знаем, как он останавливается. И не можем ответить на вопросы: например, сколько нейтронов можно добавить? Или насколько тяжелым может быть такой элемент? Поэтому с целью найти ответы хотя бы на некоторые из этих вопросов мы решили посмотреть на содержание элементов, которые могут образоваться от деления ядер более тяжелых элементов, в хорошо изученных старых звездах», — рассказал главный автор нового исследования Иан Родерер (Ian Roederer), профессор физики из Университета штата Северная Каролина (США).
Вместе с коллегами он отобрал 42 звезды в нашей галактике Млечный Путь, в которых ранее обнаружили некоторые из тяжелых элементов, формирующихся при быстром захвате нейтронов. При этом было важно отсутствие признаков влияния каких-то других процессов — например, медленного захвата нейтронов (s-процесса).
Ученые свели воедино данные по 31 тяжелому элементу (с атомными номерами в промежутке от 34 до 90) в их составе. Авторы использовали результаты из 35 предыдущих исследований.
Они обнаружили закономерности в распределении некоторых элементов. Содержание рутения, родия, палладия и серебра (атомные номера Z = 44 до 47, атомная масса — от 99 до 100) коррелирует с содержанием более тяжелых элементов (атомные номера Z = 63 до 78, атомная масса больше 150). При этом у соседних с ними элементов такой корреляции нет. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Ученые рассмотрели другие возможные пути появления этих коррелирующих элементов, но, как пишут авторы, ни одна из них не может объяснить такие высокие значения. Зато их можно объяснить тем, что все эти тяжелые элементы появились при распаде еще более тяжелых, но менее стабильных, ядер атомов, которые теоретически могут образоваться во время быстрого захвата нейтронов.
То есть исследователи предлагают экстраполировать на более тяжелые элементы модель формирования ядер с атомной массой больше 260 во время r-процесса. Тогда их дальнейший распад объясняет обилие определенных элементов в современных звездах. Речь идет об исключительно тяжелых трансурановых элементах — более тяжелых, чем такие элементы, как плутоний и америций. На нашей планете в естественных условиях их нет: подобные ядра очень нестабильны и быстро распадаются.
К сожалению, проверить эти выводы в лабораторных условиях пока нет возможности, поскольку у нас нет технологий для создания настолько экстремальных условий, чтобы наблюдать быстрый процесс захвата нейтронов.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Астрономы показали, что внутри космических пустот (войдов) все же формируются связанные группы галактик. Причем их свойства могут радикально отличаться от аналогичных систем в более «густонаселенных» регионах. Такие группы позволяют проверить, как окружающая среда влияет на рост космических структур и распределение темной материи там, где вещества очень мало.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии