Гравитационные волны обеспечили нас необходимыми для жизни элементами
Международная группа физиков сопоставила результаты исследований сверхновых и килоновых с наблюдениями телескопа «Джеймс Уэбб» и пришла к выводу, что самые тяжелые химические элементы, необходимые для нашей жизнедеятельности, сформировались во время астрономических событий, которыми «управляют» гравитационные волны.
Все химические элементы тяжелее железа возникли при астрофизических процессах: термоядерном p-процессе, а также медленном (s-процесс) и быстром (r-процесс) захвате нейтронов. Более 20 элементов считаются необходимыми для существования жизни, какой мы ее знаем. Большинство из этих элементов имеют порядковый номер выше 35, и они сформировались в сверхновых во время p-процесса и r-процесса. Но есть два элемента, которые рождаются преимущественно в ходе r-процесса: бром и йод. Последний особенно интересует ученых.
По расчетам авторов новой работы, препринт которой выложен на arXiv, 96% йода-127 в земной коре сформировалось во время r-процесса. Условия, необходимые для его запуска, крайне экстремальны: необходима высокая концентрация свободных нейтронов относительно количества ядер, на которые они могут «налипнуть», сформировав более тяжелые элементы.
Подходящие условия складываются в сверхновых, но с ними есть несколько проблем. Во-первых, они буквально опасны для жизни, если случаются вблизи обитаемого мира. Скорее всего, они спровоцировали немало массовых вымираний на нашей планете. По расчетам ученых, такие сверхновые в пределах 20 парсек от Земли случаются каждые несколько сотен миллионов лет. Во-вторых, не до конца ясно, насколько успешен r-процесс в сверхновых и насколько далеко разлетаются новые элементы.
Поэтому, помимо сверхновых, ученые присматриваются с килоновым — слияниям двух нейтронных звезд или нейтронный звезды с черной дырой. В общем-то, у них такой же «радиус убийства», как и у сверхновых, разве что планете не повезет оказаться на пути гамма-вспышки от события. Зато они случаются реже, поэтому менее опасны в долгосрочной перспективе.
Авторы исследования полагают, что именно килоновые производят важные для жизни элементы, а провоцируют эти события гравитационные волны. Первое косвенное свидетельство того, что нейтронные звезды сталкиваются, поскольку теряют энергию на гравитационные волны, появилось в результате анализа наблюдений за пульсаром PSR B1913+16. Напрямую это удалось подтвердить благодаря исследованию гравитационных волн GW170817 от слияния двух нейтронных звезд.
В 2023 году другая группа ученых проанализировала упомянутый выше сигнал GW170817 по данным LIGO и сделала вывод, что в этом столкновении нейтронных звезд образовались теллур и лантаноиды. К такому же выводу пришли исследователи, изучившие по данным «Джеймса Уэбба» килоновую, породившую гамма-вспышку GRB 230307А. То есть в килоновых точно появляется теллур.
R-процесс по своей природе порождает элементы группами с пиками распространенности, которые соответствуют стабильным ядрам с магическими числами нейтронов. Теллур и йод входят в один пик, поэтому, как считают исследователи, вместе с теллуром в описанных килоновых должен был образоваться йод.
Авторы новой работы предложили проверить эту гипотезу, изучив содержание йода-129 в лунном реголите. Ранее они с коллегами предложили проверить лунный реголит на содержание плутония-244, чтобы сопоставить его с содержанием плутония в осадочных породах с океанского дна за последние 10 миллионов лет. Все это для того, чтобы подсчитать вклад килоновых в обилие тяжелых элементов на Земле.
Йод более летучий, чем плутоний и другие тяжелые элементы, образующиеся в ходе r-процесса. Это влияет на свойства межзвездной пыли с йодом в составе и на то, как она распространяется в космосе. Поэтому, если содержание плутония в лунном реголите еще можно предсказать, то обилие йода предсказать сложнее.
Зато, если удастся найти йод-129 в лунном реголите, можно будет подтвердить, что этот элемент действительно образуется в килоновых и разлетается на достаточно большие расстояния. Отметим, что это первый из предложенных учеными способов на практике проверить влияния килоновых на образование тяжелых элементов.
Йод играет огромную роль в нашей жизни, будучи частью гормонов, участвующих во многих физиологических процессах, включая метаболизм, рост, контроль температуры тела и сердечного ритма. Не зря еще Карл Саган сказал: «Мы все сделаны из звездного вещества».
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Британские палеонтологи установили, что самый первый окаменелый фрагмент динозавра, когда-либо найденный в Антарктиде, принадлежал титанозавру. Эта группа длинношеих ящеров-завроподов включает в себя самых огромных сухопутных существ, когда-либо ходивших по земле.
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.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
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