Космическое происхождение элементов тяжелее железа — загадочно. Ученым удалось лишь однажды зарегистрировать слияние двух нейтронных звезд, в процессе которого произошел гигантский выброс золота, платины и других тяжелых элементов. Несколько лет спустя столкновение другой нейтронной звезды и черной дыры заставило ученых задуматься о том, какой тип космического столкновения является наиболее продуктивным источником тяжелых элементов. Теперь у них есть ответ. Столкновение двух нейтронных звезд, вероятно, является самым «дорогим» во Вселенной. О результатах исследования сообщает Astrophysical Journal Letters.
Чтобы создать тяжелые элементы в процессе столкновения, материал нейтронной звезды должен быть выброшен в космос, где серия ядерных реакций, называемых r-процессом, может преобразовать вещество. Сколько нового материала улетучится в космос, зависит от различных факторов. Например, при столкновении нейтронной звезды и черной дыры последняя должна быть относительно маленькой, иначе «нет никакой надежды — она поглотит звезду без остатка», — говорит астрофизик Синь-Ю Чен из Массачусетского технологического института.
Оба типа столкновений вызывают немало вопросов. Их обнаруживают благодаря ряби в пространстве-времени, называемой «гравитационными волнами». Поэтому Чен и его коллеги рассмотрели ряд возможностей свойств нейтронных звезд и черных дыр — таких, как распределение их массы и скорости вращения. Затем команда рассчитала массу материи, выбрасываемую при каждом типе столкновений. В большинстве сценариев в результате слияния нейтронной звезды и черной дыры образовалось меньшее количество тяжелых элементов, чем в дуэтах нейтронных звезд.
Ранее астрономы оценили высоту «гор» на нейтронных звездах. Результаты оказались поразительными — они представляют собой почти идеальные сферы с микроскопическими возвышенностями.
