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 В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые раскрыли причины удивительной сохранности крупнейшей из пирамид Гизы. Секрет того, что за прошедшие тысячелетия пирамиду не разрушили землетрясения, кроется в особенностях ее конструкции, в том числе в так называемых разгрузочных камерах, расположенных непосредственно над погребальной камерой фараона.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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