Потужний гамма-спалах від злиття нейтронних зір утворює елементи, необхідні для життя

Вчені спостерігали утворення рідкісних хімічних елементів у другому за яскравістю гамма-сплеску за всю історію спостережень, що надало нове уявлення про процес утворення важких елементів.

Про відкриття розповідають у Бірмінгемському університеті, передають OstanniPodii.com.

Дослідники вивчили винятково яскравий гамма-спалах GRB 230307A, який був викликаний злиттям нейтронних зір. Вибух спостерігався за допомогою цілої низки наземних і космічних телескопів, включно з космічним телескопом "Джеймс Вебб", космічним гамма-телескопом Фермі та орбітальною обсерваторією "Свіфт".

В опублікованих в журналі Nature результатах міжнародна дослідницька група повідомила, що після вибуху було виявлено важкий хімічний елемент телур.

Серед матеріалів, викинутих вибухом, відомим також як "кілонова", також імовірно знаходяться інші елементи, необхідні для підтримання життя на Землі, такі як йод і торій.

“Гамма-спалахи виникають унаслідок потужних джетів, які рухаються майже зі швидкістю світла, — у цьому разі внаслідок зіткнення двох нейтронних зір. Ці зорі кілька мільярдів років рухалися по спіралі назустріч одна одній, перш ніж зіткнулися та спричинили гамма-спалах, який ми спостерігали у березні цього року”, - пояснює доктор Бен Гомпертц, доцент кафедри астрономії Бірмінгемського університету та співавтор дослідження.

“Місце злиття знаходиться на відстані приблизно довжини Чумацького Шляху (близько 120 000 світлових років) за межами їхньої рідної галактики, що означає, що їх повинно було викинути разом. Зіткнення нейтронних зір створює умови, необхідні для синтезу дуже важких елементів, і радіоактивне жевріння цих нових елементів привело в дію кілонову, яку ми виявили після загасання вибуху. Кілонові вкрай рідкісні, їх дуже важко спостерігати та вивчати, саме тому це відкриття таке цікаве”, - додав він.

GRB 230307A був одним з найяскравіших гамма-спалахів за всю історію спостережень — більш ніж у мільйон разів яскравішим, ніж уся галактика Чумацький Шлях разом узята. Це другий випадок виявлення окремих важких елементів за допомогою спектроскопічних спостережень після злиття нейтронних зір, що дає неоціненне уявлення про те, як утворюються ці важливі для життя будівельні блоки.

“Минуло трохи більш як 150 років відтоді, як Дмитро Менделєєв склав періодичну таблицю елементів, і тепер, завдяки телескопу "Джеймс Вебб", ми нарешті можемо почати заповнювати ці останні прогалини в розумінні того, де все було створено”, - відмітив провідний автор дослідження Ендрю Леван, професор астрофізики Університету Радбоуда (Нідерланди).

Спалах GRB 230307A тривав 200 секунд, тобто він належить до категорії гамма-спалахів великої тривалості. Це незвично, оскільки найчастіше під час злиття нейтронних зір виникають короткі гамма-спалахи, які тривають менше двох секунд. Довгі гамма-спалахи, подібні до цього, зазвичай викликаються вибуховою смертю масивної зірки.

Наразі дослідники прагнуть дізнатися більше про те, як відбуваються злиття нейтронних зір та як вони приводять у дію ці величезні вибухи, що генерують елементи.

“Ще кілька років тому подібні відкриття були б неможливі, але завдяки космічному телескопу Джеймс Вебб ми можемо спостерігати ці злиття у найдрібніших деталях”, - сказала докторка Саманта Оутс, співавторка дослідження, яка працювала як постдокторантка в Бірмінгемському університеті (зараз викладає в Ланкастерському університеті).

Доктор Гомпертц підсумовує: “До недавнього часу ми не думали, що злиття можуть давати гамма-спалахи тривалістю понад дві секунди. Наше наступне завдання — знайти більше таких довготривалих злиттів і краще зрозуміти, що їх спричиняє, і чи утворюються при цьому важчі елементи. Це відкриття відкриває шлях до нового розуміння нашого Всесвіту та того, як він влаштований”.