Астрономи десятиліттями намагаються розгадати, звідки беруться найважчі елементи у Всесвіті, зокрема золото. Нова гіпотеза, заснована на переосмисленні даних із космічних місій, додає до традиційного сценарію злиття нейтронних зір нову діючу особу — магнетари, надзвичайно магнітні нейтронні зорі.
До недавнього часу головним джерелом важких елементів, таких як золото чи платина, вважалися кілонови — вибухові події, що виникають унаслідок зіткнення двох нейтронних зір. Наприклад, у 2017 році вчені вперше зареєстрували гравітаційні хвилі 1, світло і гамма-сплеск від такого зіткнення, підтвердивши утворення важких елементів. Проте ці події є рідкісними й здебільшого сталися лише в останні мільярди років.
Дослідники звернулися до даних 20-річної давнини, зібраних космічними телескопами NASA та Європейського космічного агентства. В центрі уваги — спалах гігантського магнетара у грудні 2004 року, зафіксований місією INTEGRAL. Тоді сигнал не вдалося точно інтерпретувати. Але сучасна модель, розроблена командою фізика Браяна Мецгера з Колумбійського університету, показала дивовижну відповідність із тим сигналом.
Згідно з гіпотезою, спалах магнетара — результат “зоретрусу”, здатного викидати матерію з кори зорі в космос. Саме ці викиди, за сприятливих умов, можуть продукувати важкі елементи.
Магнетари — це тип нейтронних зір, залишків колишніх наднових, які відзначаються екстремально сильним магнітним полем. Один кубічний сантиметр їхньої речовини важить близько мільярда тонн. У надрах таких зір рухається надплинне ядро, що призводить до накопичення стресу в корі. Коли напруга сягає критичної межі, трапляється зоретрус і відбувається короткочасний, але потужний гамма-сплеск.
Автори дослідження, серед яких аспірант Анірудх Пател і астрофізик Ерік Бернс, припускають, що магнетари могли виникати ще на зорі Всесвіту — приблизно 13,6 мільярда років тому — і своїми спалахами формували важкі елементи задовго до перших зіткнень нейтронних зір 2.
Однак не всі науковці поділяють цей оптимізм. Астрофізикиня Елеонора Троя, яка не брала участі в новому дослідженні, вважає докази цієї гіпотези недостатньо переконливими. Вона зазначає, що магнетари — «хаотичні» об’єкти, і умови, необхідні для створення золота, надто специфічні. У результаті викидів магнетара може утворюватися не золото, а, скажімо, цирконій або срібло.
На думку дослідників, магнетари могли забезпечити до 10% важчих за залізо елементів у Чумацькому Шляху. Але остаточні відповіді може дати майбутня місія NASA — Compton Spectrometer and Imager (COSI), запуск якої заплановано на 2027 рік (якщо її не затримає скорочення бюджету NASA). Цей телескоп спостерігатиме за гамма-випромінюванням і допоможе точніше виявити хімічний склад елементів, створених у магнетарних спалахах.
Щопʼятниці отримуйте найцікавіші статті за тиждень на ваш імейл.
