Самые легкие элементы Вселенной — водород и гелий — родились во время Большого взрыва. Более тяжелые, как кислород или железо, синтезируются в ядрах звезд и рассеиваются в космосе после их гибели. Но ценные вещества — золото, платина и другие элементы, тяжелее железа — возникают только в экстремальных условиях, которые десятилетия оставались загадкой для науки. Исследователи во главе с профессором Брайаном Мецгером и докторантом Анирудхом Пателем предложили неожиданное решение: источником этих элементов могли стать магнетары — нейтронные звезды с самыми мощными магнитными полями во Вселенной.
От вспышки до сокровищ
27 декабря 2004 года космические телескопы зафиксировали самую мощную вспышку гамма-излучения в истории наблюдений. Ее источником стал магнетар SGR 1806-20, расположенный в 30 тыс. световых лет от Земли. За полсекунды он высвободил больше энергии, чем Солнце за 250 тыс. лет. Однако самым интересным стало «послесвечение» — более слабый сигнал, который длился часы. Ученые долго не могли объяснить его природу.
Новое исследование показало: этот сигнал — след радиоактивного распада тяжелых элементов, синтезированных во время вспышки. Когда магнетар высвободил энергию, его кора претерпела серии ядерных реакций, образовав элементы, совокупная масса которых превышает Марс. «Мы сравнили модели с данными 2004 года и увидели идеальное совпадение. Это был момент эврики!» — рассказал Патель.
От магнетаров до человеческих украшений
Магнетары — это нейтронные звезды, остающиеся после взрывов сверхновых. Их магнитные поля в триллионы раз сильнее земных, а энергия вспышек способна влиять на атмосферы планет. По оценкам ученых, до 10% золота, платины и других металлов на Земле могли образоваться именно во время таких вспышек.
«Платина и золото в моем обручальном кольце, возможно, родились в похожей вспышке», — отметил Мецгер.
Это лишь второй подтвержденный механизм синтеза тяжелых элементов. Первым было слияние нейтронных звезд, предсказанное Мецгером в 2010 году и подтвержденное в 2017-м. Новая работа меняет представление о химической эволюции Вселенной. «Магнетары могли быть космическими кузницами тяжелых металлов», — добавил Патель.
Исследование не только раскрывает тайны прошлого, но и вызывает новые вопросы: насколько часто магнетары генерируют такие вспышки? Могут ли они объяснить все количество тяжелых элементов в Галактике? Ответы на них помогут понять, как атомы, составляющие наше тело и окружающий мир, прошли миллиарды лет космического синтеза.
В следующий раз, когда вы будете смотреть на золотое украшение, вспомните: его история, возможно, началась в пламени самых мощных взрывов во Вселенной.
Ранее мы сообщали о том, как астрономы увидели образование золота от слияния нейтронных звезд.
По материалам NASA
