На первый взгляд, гравитационные волны, возникающие при слиянии черных дыр и нейтронных звезд, никак не связаны с возникновением жизни на Земле. Однако недавно ученые, занимающиеся вопросами эволюции химических элементов во Вселенной, поставили это утверждение под сомнение.
Новые исследования ученых о химических элементах
Может ли существование человека зависеть от гравитационных волн? Некоторые ключевые элементы нашего биологического состава могут происходить от астрофизических событий, которые случаются благодаря существованию гравитационных волн, предполагает исследовательская группа во главе с Джоном Р. Эллисом из Королевского колледжа Лондона.
В частности, йод и бром появляются на Земле благодаря особому ядерному процессу, который происходит при столкновении нейтронных звезд. Однако этот же процесс порождает гравитационные волны, колебания пространства-времени, расходящиеся по Вселенной. Таким образом, между этими двумя явлениями может существовать прямая связь.
Человек в основном состоит из водорода, углерода и кислорода, со многими дополнительными микроэлементами. Существует 20 элементов, из которых состоят тела живых существ на Земле, в том числе и человека. Те из них, что имеют атомный номер меньше 35, образуются в сверхновых, взрывах звезд, исчерпавших свое ядерное топливо и разрушившихся внутрь. Коллапс приводит к взрыву, который разбрасывает их атомы по всей Вселенной.
Но два элемента образуются другим путем — йод, необходимый для ключевых гормонов, вырабатываемых щитовидной железой, и бром, который используется для создания коллагеновых каркасов, образующих структуру тканей.
Удивительный r-процесс
Около половины атомов тяжелых элементов на Земле (тяжелее железа) образуются в результате так называемого r-процесса — явления быстрого захвата нейтронов. Он происходит, когда ядро тяжелого атома захватывает несколько свободных нейтронов до того, но его бета-распад не успевает произойти.
Где происходит r-процесс? Одна из возможных версий — это материал, выброшенный во время отскока от сверхновой с коллапсом ядра, взрыва звезд в конце их термоядерной жизни. Но в детальной физике этого процесса существует давняя неопределенность.
Еще одно из явлений, где r-процесс действительно происходит, — это слияние двух нейтронных звезд, которое называется килоновой. И именно в этом процессе могут образовываться гравитационные волны.
Гравитационные волны
Килоновые вспышки являются важными участками r-процесса, поскольку нейтронные звезды почти полностью состоят из нейтронов. Кроме обсерваторий гравитационных волн, другие детекторы обнаружили их в электромагнитном спектре и нашли спектроскопические доказательства материала, созданного и выброшенного в результате слияния.
В научной статье сделан вывод, что йод, необходимый для жизни человека, вероятно, образовался в результате r-процесса при столкновениях нейтронных звезд, которые были индуцированы излучением гравитационных волн, а также других важных тяжелых элементов. Группа предлагает искать изотоп йод-129 в лунном реголите, который не загрязнен техногенными источниками.
«Столкновения нейтронных звезд происходят потому, что бинарные системы теряют энергию, излучая гравитационные волны, — говорит Эллис, — поэтому эти фундаментальные физические явления, возможно, сделали возможной человеческую жизнь».
По материалам phys.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
