Слёзы нейтронных звёзд, или Откуда во Вселенной берутся золото и платина?
Золото и платина — одни из самых драгоценных металлов на Земле. Они используются в ювелирном деле, электронике, медицине и других областях. Откуда же они берутся? Как оказалось, их происхождение связано с одними из самых экстремальных объектов во вселенной — нейтронными звездами.
![](https://img.ixbt.site/live/images/original/31/86/97/2023/11/15/e6c6f44f33.jpg?w=877)
Нейтронные звезды — это остатки взорвавшихся звезд, масса которых сопоставима с массой Солнца. Звучит не сильно впечатляюще для такого громкого названия, однако стоит обострить внимание на их размерах — около 10-20 километров в диаметре. То есть их плотность настолько высока, что одна чайная ложка вещества весит миллиарды тонн. Их поверхность имеет температуру около 105—106 K (для сравнения, температура поверхности Солнца — 5780 К), а их магнитное поле достигает значений 10^11Тл.
Нейтронные звезды могут существовать в одиночку, но иногда они образуют двойные системы с другими нейтронными звездами. В таких системах звезды вращаются вокруг общего центра масс, постепенно приближаясь друг к другу под действием гравитационных волн. Когда они притягиваются достаточно близко, они сливаются и сталкиваются, вызывая гигантский взрыв, который излучает больше энергии, чем все звезды в нашей галактике вместе взятые. Это событие называется слиянием нейтронных звезд.
![](https://img.ixbt.site/live/images/original/31/86/97/2023/11/15/0fcd2931b8.jpg?w=877)
Слияние нейтронных звезд — это один из основных источников лантаноидов и тяжелых элементов во вселенной. Лантаноиды — это группа элементов, которые имеют атомные номера от 57 до 71. Они включают в себя такие элементы, как неодим, европий, тербий и другие. Они широко применяются в современной технологии, например, для изготовления сильных магнитов, лазеров, светодиодов
Как же слияние нейтронных звезд производит эти элементы? Дело в том, что при столкновении нейтронных звезд часть их материи выбрасывается в космос. Эта материя состоит в основном из нейтронов — нейтральных частиц, которые составляют большую часть нейтронных звезд. Нейтроны могут вступать в ядерные реакции с другими атомами, превращая их в более тяжелые элементы. Этот процесс называется быстрым захватом нейтронов, или r-процессом. В результате r-процесса образуются лантаноиды и тяжелые элементы, которые затем распространяются по вселенной.
Слияние нейтронных звезд — это очень редкое и сложное для наблюдения явление. Первое событие такого рода было зарегистрировано в 2017 году с помощью гравитационных волн и электромагнитного излучения. Однако ученые сомневались в том, что этого способа достаточно, чтобы объяснить количество лантаноидов и тяжелых элементов в космическом пространстве, поэтому предполагали что есть и другие каналы их образования.
И вот недавно группа ученых из США и Китая обнаружила, что взрыв нейтронной звезды низкой массы может быть альтернативным космическим источником лантаноидов и тяжелых элементов, включая золото и платину. Их исследование было опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.
Команда заметила, что даже без столкновения, первичная нейтронная звезда может отдавать свою массу звезде-компаньону под действием приливной силы. Потеряв достаточное количество массы, она утрачивает способность поддерживать себя под силой собственного сжатия, и переходит в состояние неконтролируемых колебаний. Эти колебания в конечном итоге приводят к взрыву, разрывающему звезду на части.
Ученые исследовали, может ли этот канал синтезировать сравнимые с слиянием нейтронных звезд количества лантаноидов и тяжелых элементов. Для этого они использовали сложные численные модели, которые учитывали большое количество ядерных реакций и экстремальные условия вокруг нейтронной звезды. Они обнаружили, что взрыв нейтронной звезды низкой массы действительно может производить лантаноиды и тяжелые элементы, и что их химический состав близок к солнечному составу, особенно в тяжелых элементах. Это свидетельствует о том, что этот сценарий может быть еще одним важным способом объяснения распределения химических элементов во вселенной.
Это исследование проливает свет на один из фундаментальных вопросов о вселенной: откуда берутся все химические элементы и как вселенная эволюционировала от одних лишь водорода и гелия до целого разнообразия из 118 элементов.
9 комментариев
Добавить комментарий
Масса каких звёзд сопоставима с массой Солнца? Чтобы обычная звезда в конце своей жизни стала нейтронной, её начальная масса должна быть более 8 масс Солнца. А уж сама нейтронная звезда может быть сопоставима с массой Солнца.
Во-вторых, крайне рекомендую подписаться на Astronomy Picture of the Day: http://apod.nasa.gov/ — там можно брать шикарные картинки, которые красивее и полезней нейроарта. Например, вот таблица Менделеева с указанием происхождения элементов: https://apod.nasa.gov/apod/ap200809.html
А так, получается, что статья у вас про то как вы владеете Bing image creator ))
.
Кстати. Нейтронная звезда нехило искривляет пространство вокруг себя, выступая в роли небольшой гравитационной линзы. А этого на картинках нет.
А касательно бинг имейджа — я сопоставляю полученные изображения с изображениями предоставленными космическими компаниями, и поскольку приличная часть их изображений это тоже «артистик вижн», то я не вижу принципиальной разницы
рандомного говна уровня нейронок — пруд пруди.
Добавить комментарий