Магнетары могут «ковать» золото
В 2004 году ученые наблюдали мощную вспышку в гамма-диапазоне от магнетара SGR 1806-20, расположенного в 50 тысячах световых лет от Земли. Нейтронная звезда за несколько секунд испустила больше энергии, чем Солнце за миллион лет. Происхождение вспышки установили быстро. Но спустя 10 минут за ней последовала другая, гораздо слабее и короче. Ее природа оставалась неизвестной на протяжении 20 лет. Теперь исследователи выяснили, что она ознаменовала рождение тяжелых элементов, таких как золото и платина.
Большинство элементов тяжелее железа, включая золото и платину, появляются в экстремальных условиях в результате так называемого r-процесса — образования более тяжелых ядер из более легких путем последовательного захвата нейтронов во время ядерных реакций. До недавнего времени считалось, что r-процесс возможен лишь в момент столкновения двух нейтронных звезд — сверхплотных остатков «погибших» светил, вещество которых состоит в основном из нейтронов.
Однако в 2017 году, после первого подтвержденного наблюдения такого события, стало ясно: одних столкновений недостаточно, чтобы объяснить обилие тяжелых элементов в Галактике. Ученые начали подозревать, что в космосе есть и другие «кузницы» тяжелых элементов.
Тогда исследователи обратили внимание на магнетары — нейтронные звезды, обладающие исключительно сильным магнитным полем, в триллионы раз сильнее земного. Эти объекты периодически производят мощнейшие вспышки гамма- и рентгеновского излучения.
В декабре 2004 года астрофизики стали свидетелями одной из таких вспышек. Ее произвел магнетар SGR 1806-20, расположенный в 50 тысячах световых лет от Земли.
Основной выброс энергии длился всего несколько секунд, но за это время нейтронная звезда высвободила столько же энергии, сколько Солнце излучает за миллион лет. Через 10 минут после основного импульса приборы зарегистрировали вторую, более слабую вспышку, но ученые долгое время не могли разгадать ее природу.
Команда астрофизиков из США под руководством Брайана Метцгера (Brian Metzger) из Центра вычислительной астрофизики при Институте Флэтайрон в Нью-Йорке проанализировала астрономические данные за 20 лет наблюдений, выполненных космическими телескопами, и выяснила, что второй сигнал тоже исходил от магнетара SGR 1806-20. Он ознаменовал собой рождение тяжелых элементов.
По мнению исследователей, в условиях этой вспышки за считаные минуты произошел r-процесс, что привело к образованию тяжелых элементов, включая золото, платину и урана. Масса только одного такого «урожая» составила 2×10²⁴ килограмма, что эквивалентно массе 27 лун.
«Раньше мы видели рождение тяжелых элементов лишь при слиянии нейтронных звезд. Теперь есть второй подтвержденный источник», — объяснил Метцгер.
Ученые оценили, что подобные вспышки могут производить до 10 процентов всех тяжелых элементов в Млечном Пути. Это объясняет загадку, почему в молодых галактиках золота и платины оказалось намного больше, чем должно быть по расчетам. Магнетары начинают «работать» раньше, чем успевают сталкиваться нейтронные звезды. Они активны уже в начале жизни галактик и успевают произвести такое количество тяжелых элементов, которое невозможно объяснить одними столкновениями.
Как же работает этот процесс? При мощной вспышке магнетар сбрасывает часть своей коры — слой сверхплотного материала. Выброшенное вещество, насыщенное нейтронами, образует облако, где атомные ядра «захватывают» нейтроны быстрее, чем успевают распадаться. Так рождаются нестабильные тяжелые изотопы, которые со временем превращаются в стабильные элементы: золото, платину, уран. Распад этих изотопов сопровождается всплеском гамма-излучения. Именно этот «светящийся след» зафиксировали в 2004 году.
Чтобы уточнить вклад магнетаров в производство тяжелых элементов, нужны новые наблюдения. Задача непростая, ведь мощные вспышки случаются в Млечном Пути раз в несколько десятилетий, а во всей видимой Вселенной — примерно раз в год. Уловить момент помогут телескопы нового поколения, такие как NASA Compton Spectrometer and Imager, запуск которого запланирован на 2027 год.
Научная работа опубликована в The Astrophysical Journal Letters.
Telegram 
Дзен 
VK 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.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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.
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