новости космоса
2032 10
23 октября 2019 20:36:12

Первая идентификация тяжелого элемента, рожденного в результате взрыва килоновой

Впервые свежеприготовленный тяжелый элемент, стронций, был обнаружен в космосе после слияния двух нейтронных звезд. Это открытие было обнаружено спектрографом X-shooter ESO на Очень Большом Телескопе (VLT) и опубликовано сегодня в Nature. Обнаружение подтверждает, что более тяжелые элементы во Вселенной могут образовываться в результате слияния нейтронных звезд, обеспечивая недостающую часть загадки образования химических элементов.

В 2017 году, после обнаружения гравитационных волн, проходящих через Землю, ESO направила свои телескопы в Чили, включая VLT, на источник: слияние нейтронных звезд по имени GW170817. Астрономы подозревали, что если в столкновениях нейтронных звезд образовались более тяжелые элементы, сигнатуры этих элементов могли быть обнаружены в килоновых, взрывных последствиях этих слияний. Именно это сейчас и сделала команда европейских исследователей, используя данные инструмента X-shooter VLT от ESO.

После слияния GW170817, группа телескопов ESO начал отслеживать новый взрыв от килоновых волн в широком диапазоне длин волн. В частности, X-Shooter снял ряд спектров от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного. Первоначальный анализ этих спектров предполагал наличие тяжелых элементов в килоновых, но астрономы до сих пор не могли точно определить отдельные элементы.

«Путем повторного анализа данных за 2017 год от слияния мы теперь определили сигнатуру одного тяжелого элемента в этом огненном шаре - стронция - доказывая, что столкновение нейтронных звезд создает этот элемент во Вселенной», - говорит ведущий автор исследования Дарач Уотсон из Университет Копенгагена в Дании. На Земле стронций естественным образом содержится в почве и концентрируется в определенных минералах. Его соли используются, чтобы придать фейерверку ярко-красный цвет.

Астрономы знали физические процессы, которые создают элементы с 1950-х годов. В течение следующих десятилетий они обнаружили космический дом каждого из этих элементов, за исключением одного. "Это заключительный этап многолетней погони, чтобы установить происхождение элементов", - говорит Уотсон. "Теперь мы знаем, что процессы, которые создали элементы, происходили в основном в обычных звездах, во взрывах сверхновых или во внешних слоях старых звезд. Но до сих пор мы не знали, где находится последний, нераскрытый процесс, известный как быстрый захват нейтронов, который создает более тяжелые элементы в периодической таблице."

Быстрый захват нейтронов - это процесс, при котором атомное ядро захватывает нейтроны достаточно быстро, чтобы создать очень тяжелые элементы. Хотя многие элементы образуются в ядрах звезд, для создания элементов тяжелее железа, таких как стронций, требуется еще более горячая среда с большим количеством свободных нейтронов. Быстрый захват нейтронов происходит естественным образом только в экстремальных условиях, когда атомы бомбардируются огромным количеством нейтронов.

"Это первый случай, когда мы можем напрямую связать вновь созданный элемент, образованный посредством захвата нейтронов, со слиянием нейтронных звезд, подтверждая, что нейтронные звезды состоят из нейтронов", - говорит Камилла Юл Хансен из института астрономии Макса Планка в Гейдельберге, которая сыграла важную роль в исследовании.

Ученые только сейчас начинают лучше понимать слияния нейтронных звезд и килоновых. Из-за ограниченного понимания этих новых явлений и других сложностей в спектрах, которые X-shooter VLT получила от взрыва, астрономы до сих пор не смогли идентифицировать отдельные элементы.

"Мы пришли к идее, что можем увидеть здесь стронций сразу после взрыва. Однако доказать, что это действительно так, оказалось очень трудно. Эта трудность была вызвана нашим неполным знанием спектрального вида более тяжелых элементов в периодической таблице", - говорит исследователь Копенгагенского университета Йонатан Сельсинг, который был ключевым автором статьи.

Слияние GW170817 стало пятым обнаружением гравитационных волн, что стало возможным благодаря лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) в США и интерферометру Virgo в Италии. Расположенное в галактике NGC 4993, слияние было первым и пока единственным источником гравитационных волн, которые были зарегистрированы телескопами на Земле.

Благодаря совместным усилиям LIGO, Virgo и VLT у нас есть самое ясное понимание внутренней работы нейтронных звезд и их взрывных слияний.

Это исследование было представлено в статье, которая появится в Nature 24 октября 2019 года.


(Добавил: RoboAstroNews)

комментарии
1
Leonid3137 · 23-10-2019

В той одновременной каше спектров разобраться весьма не просто и, если сумели выделить один элемент, честь и хвала, хотя можно было и зашифроваться, как коллеги, во избежании соблазна :-)

2
BlackHole18 · 23-10-2019

Все элементы рождаются под корой "живых" планет. В первую очередь рождается водород между (на границе) плазмой и чд, потом, чуть выше плазмы другие. Правда есть ещё такая стадия, когда планеты не имеют контуров, вокруг них происходит не стихающие электрические молнии за счет в/в напряжения. Некоторые элементы могут образоваться от этих молний. /ятд/

3
dengess193 · 23-10-2019

BlackHole. давайте пока звёздами ограничимся. А то высоковольтные планеты в качестве родильни хим. элементов слишком дерзкое предположение.

4
BlackHole18 · 23-10-2019

///давайте пока звёздами ограничимся///
dengess1, не получится! Звезды на стадии сверкающих звезд, кроме водорода и гелия, почти что ничего не производят. Все начинается по остыванию, т.е по превращении плазмы в хим.элементы, вплоть до превращение в планету, самой звезды.

5
viktorchibis38 · 24-10-2019

Кто объяснит:
1. Из чего состоит килоновая?
2. Время её существования?
3. Во что она дальше превращается?

6
nikkaknik56 · 24-10-2019

viktorchibis: "1. Из чего состоит килоновая?
2. Время её существования?
3. Во что она дальше превращается?"------------------------------------
1. Этого никто не знает, но основная масса состоит из нейтронов. 2. Это зависит от масс столнувшихся НЗ. 3. Опять таки все зависит от массы. Или ЧД, или нейтронная - кварковая звезда.

7
viktorchibis38 · 24-10-2019

Если есть прилагательное «килоновая», я предположил, что есть существительное «килон». Посмотрел Вики – самое подходящее определение «смута».
Насколько я понимаю, килоновая – это некий вариант процесса (взрыва) при столкновении двух НЗ. Название было бы оправдано, если бы в результате образовывалась «килоновая звезда». Но такого понятия никто не определяет. Вот и nikkaknik предполагает, что в результате образуется или новая НЗ, или ЧД, или кварковая звезда (тоже экзотика).
.
Теперь о r-процессе (захват быстрых нейтронов) и образовании тяжелых металлов (стронция).
Цитата из новости – «Это первый случай, когда мы можем напрямую связать вновь созданный элемент, образованный посредством захвата нейтронов, со слиянием нейтронных звезд, подтверждая, что нейтронные звезды состоят из нейтронов", - говорит Камилла Юл Хансен из института астрономии Макса Планка в Гейдельберге, которая сыграла важную роль в исследовании.
Далее ST-анализ: В соответствии с ST взрыв СН и образование НЗ – это особый термоядерный процесс, в результате которого все нуклоны и электроны СН, схлопнувшиеся в НЗ, превращаются в так называемые лёгкие нейтроны (содержащиеся в 56Fe). Отличительная особенность лёгких нейтронов (как и лёгких протонов) – это минимально возможное содержание в них мю-симплов (18 шт.). Это означает, что такие нейтроны далее не способны участвовать в термоядерных реакциях (r-процессах), в результате которых образуются новые элементы (за 56Fe) с повышенным содержанием мю-симплов в нуклонах. А все элементы за железом содержат такие нуклоны.
Таким образом, при столкновении двух НЗ стронций мог образоваться только в результате r-процессов обогащения ядер элементов, содержащихся в оболочке НЗ (из выпавших на НЗ частиц), «обыкновенными» нейтронами, также из оболочки НЗ. А лёгкие нейтроны из ядра НЗ не имеют к этому никакого отношения.

8
viktorchibis38 · 25-10-2019

Добавка к ком 7:
Да могуч русский язык!
Оказывактся килоновая = кило-новая, т.е. взрыв (при столкновении двух НЗ) в 1000 (кило) раз мощнее взрыва новой (СН).

9
MP166 · 25-10-2019

viktorchibis, вы шутите) Вас только сейчас удивило название?

10
viktorchibis38 · 26-10-2019

Почему "удивило"? Прозрел. Извиняюсь, не профессионал.
Специально посмотрел классификацию:
новые - увеличение яркости на 3-6 порядков,
сверхновые - увеличение яркости на 4-8 порядков,
килоновые - увеличение яркости на 6-9 порядков.
Может поправите или уточните?

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2020. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!