Контракти.ua

2590  —  12.07.21
В 10 раз мощнее сверхновой: Ученые обнаружили новый тип космического взрыва
В 10 раз мощнее сверхновой: Ученые обнаружили новый тип космического взрыва

Это объясняет, откуда взялись тяжелые элементы в ранней Вселенной.

До недавнего времени считалось, что слияние нейтронных звезд - единственный способ производства тяжелых элементов (тяжелее цинка). Эти слияния включают смесь остатков двух массивных звезд в двойной системе.

Но мы знаем, что тяжелые элементы впервые возникли вскоре после Большого взрыва, когда Вселенная была очень молодой. В то время прошло недостаточно времени для того, чтобы нейтронные звезды даже могли произойти. Таким образом, нужен был другой источник, чтобы объяснить присутствие ранних тяжелых элементов в Млечном Пути.

Обнаружение древней звезды SMSS J2003-1142 в гало Млечного Пути, которое является примерно сферической областью, окружающей галактику, является первым свидетельством другого источника тяжелых элементов, включая уран и, возможно, золото.

В нашем исследовании, опубликованном в Nature , мы показываем, что тяжелые элементы, обнаруженные в SMSS J2003-1142, вероятно, образовались не в результате слияния нейтронных звезд, а в результате коллапса и взрыва быстро вращающейся звезды с сильным магнитным полем и массой около 25 раз больше Солнца.

Недавно было подтверждено, что слияния нейтронных звезд действительно являются одним из источников тяжелых элементов в нашей галактике. Как следует из названия, это когда две нейтронные звезды в двойной системе сливаются вместе в энергетическом событии, называемом “килонова“. В результате этого процесса образуются тяжелые элементы.

Однако существующие модели химической эволюции нашей галактики показывают, что слияния нейтронных звезд сами по себе не могли привести к определенным образцам элементов, которые мы видим во многих древних звездах, включая SMSS J2003-1142.

SMSS J2003-1142 впервые наблюдали в 2016 году из Австралии, а затем снова в сентябре 2019 года с помощью телескопа Европейской южной обсерватории в Чили.

По этим наблюдениям мы изучили химический состав звезды. Наш анализ показал, что содержание железа примерно в 3000 раз ниже, чем на Солнце. Другими словами, SMSS J2003-1142 химически примитивен.

Элементы, которые мы наблюдали в нем, вероятно, были созданы единственной родительской звездой сразу после Большого взрыва.

Химический состав SMSS J2003-1142 может раскрыть природу и свойства его родительской звезды. Особенно важны его необычно высокие количества азота, цинка и тяжелых элементов, включая европий и уран.

Высокие уровни азота в SMSS J2003-1142 указывают на то, что родительская звезда имела быстрое вращение, в то время как высокие уровни цинка указывают на то, что энергия взрыва была примерно в десять раз больше, чем у «нормальной» сверхновой - что означает, что это была бы гиперновая. Кроме того, большое количество урана потребовало бы наличия большого количества нейтронов.

Тяжелые элементы, которые мы можем наблюдать в SMSS J2003-1142 сегодня, являются свидетельством того, что эта звезда образовалась в результате раннего взрыва магнитовращательной гиперновой.

Таким образом, наша работа предоставила первое свидетельство того, что события с магнитовращающими сверхновыми звездами являются источником тяжелых элементов в нашей галактике (наряду с слиянием нейтронных звезд).

Но как мы узнаем, что не только слияние нейтронных звезд привело к определенным элементам, которые мы находим в SMSS J2003-1142? Для этого есть несколько причин.

Согласно гипотезе, одна родительская звезда создала бы все элементы, наблюдаемые в SMSS J2003-1142. С другой стороны, на то, чтобы те же элементы образовались только в результате слияния нейтронных звезд, потребовалось бы гораздо больше времени. Но на этот раз даже не существовало бы на столь раннем этапе формирования галактики, когда были созданы эти элементы.

Кроме того, в результате слияния нейтронных звезд образуются только тяжелые элементы, поэтому для объяснения других тяжелых элементов, таких как кальций, наблюдаемых в SMSS J2003-1142, должны были возникнуть дополнительные источники, такие как сверхновые звезды. Этот сценарий, хотя и возможен, более сложен и, следовательно, менее вероятен.

Модель магнитовращательной гиперновой не только обеспечивает лучшее соответствие данным, но также может объяснить состав SMSS J2003-1142 посредством одного события. Это могло быть слияние нейтронных звезд вместе с магнитовращающими сверхновыми, которые могли бы в унисон объяснить, как были созданы все тяжелые элементы в Млечном Пути.

Статьи по теме
Астрономи виявили нову планету біля найближчої до Сонця зірки
Астрономи виявили нову планету біля найближчої до Сонця зірки

Група астрономів завдяки Дуже Великому Телескопу Європейської Південної Обсерваторії у Чилі знайшли планету, яка знаходиться в системі найближчої до Сонця зірки - Проксима Центавра.
11.02 — 823

Ученые нашли кирпичики жизни
Ученые нашли кирпичики жизни

На вопрос о том, как жизнь впервые зародилась на нашей планете, мы еще не ответили полностью, но наука все время становится ближе — и новое исследование определяет структуры белков, которые вполне могли ее вызвать.
24.01 — 603

Астрономы предлагают сделать из Тихого океана нейтринный телескоп
Астрономы предлагают сделать из Тихого океана нейтринный телескоп

Амбициозный план P-ONE позволит чаще обнаруживать нейтрино.
24.01 — 2951