• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
08.12.2023
Дарья Губина
17 480

Древние звезды Вселенной синтезировали элементы тяжелее урана и плутония

3.7

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.

слияние нейтронных звезды
Слияние нейтронных звезд в представлении художника / © Tohoku University

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 13:46
ПНИПУ

Согласно планам России по развитию авиастроения, к 2030 году будет произведено свыше тысячи отечественных самолетов. Перед промышленными предприятиями сейчас стоит масштабная задача — ускорить цикл проектирования, производства и сервиса авиационных двигателей. Во время их сборки могут возникать дефекты, которые тормозят процесс и снижают показатели эффективности. Один из наиболее распространенных дефектов — дисбаланс ротора, основной части турбины двигателя. Он приводит к повышению нагрузки, меняет режим работы и ускоряет разрушение двигателя. Ученые ПНИПУ предложили минимизировать начальный дисбаланс ротора с помощью выбранного метода сборки, а остаточный дисбаланс — балансировкой.

11 часов назад
Ольга Иванова

Немецкие ученые изучили Danionella cerebrum — небольшой вид рыб длиной около 12 миллиметров. И выяснили, как эта крошка способна издавать звуки более 140 децибел.

9 часов назад
Андрей

Международная группа геологов выяснила, когда начал отступать антарктический ледник Туэйтса, который называют «ледником Судного дня».

26 февраля
Дарья Губина

В 2022 году зонд DART столкнулся с Диморфом, спутником астероида Дидим. Ученые хотели проверить, можно ли сбить с траектории небольшое, но потенциально опасное для нашей жизни космическое тело. Оказалось, DART не только изменил орбиту маленького объекта, но и полностью его «переворошил».

25 февраля
Руслан Руслан

Компания Neuralink, при помощи которой предприниматель Илон Маск надеется совершить революцию в интерфейсах «мозг-компьютер» (BCI), впервые имплантировала человеку устройство «чтения мыслей». Об этом Маск сообщил в твите, опубликованном 29 января. Однако, некоторые обеспокоены отсутствием прозрачности вокруг имплантата, который должен дать возможность управлять устройствами посредством мысли. Реакции ученых и экспертов на это событие обобщает медиа-редакция Nature, а Naked Science приводит перевод этой статьи.

26 февраля
Юлия Трепалина

Немецкие ученые рассказали о преимуществах новой технологии промышленного производства яблочного сока — с помощью метода спирального пресса с фильтрацией (spiral filter press). Исследователи установили, что он позволяет в четыре раза увеличить содержание в соке полезных для здоровья веществ по сравнению с более традиционным способом отжима.

20 февраля
Полина

В Российской академии наук завершили первый Большой словарь ударений, его издадут к концу года. Лингвисты собрали наиболее современные нормы произношения привычных слов и зафиксировали ударение для лексики, которая появилась в русском языке недавно.

1 февраля
Андрей

Канадские исследователи изучили состав пород, вышедших на поверхность при появлении первых континентов. По итогам анализа выяснилось, что новая земная кора возникла не в результате движения тектонических плит, а из-за процессов в океанических плато молодой Земли.

22 февраля
РНФ

Ученые показали, что экстремальный подъем уровня Каспийского моря на десятки метров, произошедший 18-13 тысяч лет назад и получивший название «Великая Хвалынская трансгрессия», мог быть вызван, вопреки существующим гипотезам, не таянием ледника, а естественными изменениями палеоклимата. Оказалось, что из-за холодного климата того периода обширные территории, с которых собирали воду впадающие в Каспий реки, были покрыты многолетней мерзлотой. В результате массы дождевых и талых вод почти не впитывались в мерзлые грунты и стекали в море, испарение с поверхности которого было небольшим. Все эти факторы привели к повышению уровня Каспия и увеличению площади моря более чем вдвое по сравнению с современным. Полученные данные помогут уточнить представления о масштабе колебаний уровня Каспийского моря при изменении климата.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: