Мощный гамма-всплеск от слияния нейтронных звезд образует элементы, необходимые для жизни

Ученые наблюдали образование редких химических элементов во втором по яркости гамма-всплеске за всю историю наблюдений, что дало новое представление о процессе образования тяжелых элементов.

Об открытии рассказывают в Бирмингемском университете, передают OstanniPodii.com.

Исследователи изучили исключительно яркую гамма-вспышку GRB 230307A, которая была вызвана слиянием нейтронных звезд. Взрыв наблюдался с помощью целого ряда наземных и космических телескопов, включая космический телескоп "Джеймс Уэбб", космический гамма-телескоп Ферми и орбитальную обсерваторию "Свифт".

В опубликованных в журнале Nature результатах международная исследовательская группа сообщила, что после взрыва был обнаружен тяжелый химический элемент теллур.

Среди материалов, выброшенных взрывом, известным также как "килоновая", также предположительно находятся другие элементы, необходимые для поддержания жизни на Земле, такие как йод и торий.

«Гамма-всплески возникают в результате мощных джетов, которые движутся почти со скоростью света, — в этом случае в результате столкновения двух нейтронных звезд. Эти звезды несколько миллиардов лет двигались по спирали навстречу друг другу, прежде чем столкнулись и вызвали гамма-всплеск, который мы наблюдали в марте этого года», - объясняет доктор Бен Гомпертц, доцент кафедры астрономии Бирмингемского университета и соавтор исследования.

«Место слияния находится на расстоянии примерно длины Млечного Пути (около 120 000 световых лет) за пределами их родной галактики, что означает, что их должно было выбросить вместе. Столкновение нейтронных звезд создает условия, необходимые для синтеза очень тяжелых элементов, и радиоактивное накаление этих новых элементов привело в действие килоновую, которую мы обнаружили после затухания взрыва. Килоновые крайне редки, их очень трудно наблюдать и изучать, именно поэтому это открытие такое интересное», - добавил он.

GRB 230307A был одним из самых ярких гамма-всплесков за всю историю наблюдений — более чем в миллион раз ярче, чем вся галактика Млечный Путь вместе взятая. Это второй случай обнаружения отдельных тяжелых элементов с помощью спектроскопических наблюдений после слияния нейтронных звезд, что дает неоценимое представление о том, как образуются эти важные для жизни строительные блоки.

«Прошло чуть более 150 лет с тех пор, как Дмитрий Менделеев составил периодическую таблицу элементов, и теперь, благодаря телескопу "Джеймс Уэбб", мы наконец-то можем начать заполнять эти последние пробелы в понимании того, где все было создано», - отметил ведущий автор исследования Эндрю Леван, профессор астрофизики Университета Радбоуда (Нидерланды).

Всплеск GRB 230307A длился 200 секунд, то есть он относится к категории гамма-всплесков большой продолжительности. Это необычно, поскольку чаще всего во время слияния нейтронных звезд возникают короткие гамма-всплески, которые длятся менее двух секунд. Длинные гамма-всплески, подобные этому, обычно вызываются взрывной смертью массивной звезды.

Сейчас исследователи стремятся узнать больше о том, как происходят слияния нейтронных звезд и как они приводят в действие эти огромные взрывы, генерирующие элементы.

«Еще несколько лет назад подобные открытия были бы невозможны, но благодаря космическому телескопу Джеймс Уэбб мы можем наблюдать эти слияния в мельчайших деталях», - сказала доктор Саманта Оутс, соавтор исследования, которая работала как постдокторант в Бирмингемском университете (сейчас преподает в Ланкастерском университете).

Доктор Гомпертц подытоживает: «До недавнего времени мы не думали, что слияния могут давать гамма-всплески продолжительностью более двух секунд. Наша следующая задача — найти больше таких долговременных слияний и лучше понять, что их вызывает, и образуются ли при этом более тяжелые элементы. Это открытие открывает путь к новому пониманию нашей Вселенной и того, как она устроена».