В 2017 году астрофизикам впервые удалось зарегистрировать гравитационные волны, которые возникли в результате слияния двух нейтронных звезд, произошедшего в галактике NGC 4993 (она расположена на расстоянии 130 млн световых лет от Млечного Пути). Это событие привело к выделению значительного количества энергии, поэтому его отнесли к так называемым вспышкам килоновых.
Сразу после регистрации гравиволн Европейская Южная обсерватория (ESO) нацелила свои телескопы на далекую галактику. Целью наблюдений была проверка теории, согласно которой некоторые тяжелые элементы могут синтезироваться в ходе слияний нейтронных звезд. Астрономы надеялись обнаружить признаки существования этих элементов в спектре килоновой.
Благодаря спектрографу X-shooter, установленному на Очень большом телескопе (VLT ESO), исследователям удалось получить серию спектров килоновой в диапазоне от ультрафиолетовой до ближней инфракрасной области. Уже предварительный анализ этих спектров показал следы присутствия в них линий тяжелых элементов. После дополнительной обработки данных ученым удалось идентифицировать конкретный элемент — стронций.
Известно, что многие элементы периодической таблицы образуются в оболочках старых звезд или во время вспышек сверхновых. Однако формирование самых тяжелых ядер требует процесса, известного под названием «захват свободных нейтронов». Для него необходима сверхгорячая среда с большим количеством нейтронов, бомбардирующих атомы. Условия, необходимые для запуска этого процесса, столь экстремальны, что их нельзя найти даже в недрах сверхновых. В то же время результаты теоретического моделирования показывали, что они могут возникнуть в ходе слияния нейтронных звезд.
Результаты наблюдений X-shooter подтвердили это предположение. Слияние нейтронных звезд действительно может запустить процесс захвата быстрых нейтронов. Таким образом ученым удалось заполнить важный пробел в нашем понимании генезиса химических элементов во Вселенной.
По материалам https://www.eso.org
