Слёзы нейтронных звёзд, или Откуда во Вселенной берутся золото и платина?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Оффтопик

Золото и платина — одни из самых драгоценных металлов на Земле. Они используются в ювелирном деле, электронике, медицине и других областях. Откуда же они берутся? Как оказалось, их происхождение связано с одними из самых экстремальных объектов во вселенной — нейтронными звездами.

Пара нейтронных звёзд
Пара нейтронных звёзд
Автор: Bing image creator

Нейтронные звезды — это остатки взорвавшихся звезд, масса которых сопоставима с массой Солнца. Звучит не сильно впечатляюще для такого громкого названия, однако стоит обострить внимание на их размерах — около 10-20 километров в диаметре. То есть их плотность настолько высока, что одна чайная ложка вещества весит миллиарды тонн. Их поверхность имеет температуру около 105—106 K (для сравнения, температура поверхности Солнца — 5780 К), а их магнитное поле достигает значений 10^11Тл.

Нейтронные звезды могут существовать в одиночку, но иногда они образуют двойные системы с другими нейтронными звездами. В таких системах звезды вращаются вокруг общего центра масс, постепенно приближаясь друг к другу под действием гравитационных волн. Когда они притягиваются достаточно близко, они сливаются и сталкиваются, вызывая гигантский взрыв, который излучает больше энергии, чем все звезды в нашей галактике вместе взятые. Это событие называется слиянием нейтронных звезд.

Слияние нейтронных звёзд
Слияние нейтронных звёзд
Автор: Bing image creator

Слияние нейтронных звезд — это один из основных источников лантаноидов и тяжелых элементов во вселенной. Лантаноиды — это группа элементов, которые имеют атомные номера от 57 до 71. Они включают в себя такие элементы, как неодим, европий, тербий и другие. Они широко применяются в современной технологии, например, для изготовления сильных магнитов, лазеров, светодиодов и т. д. Вместе с тяжелыми элементами, таким способом появляются и драгоценные металлы такие как золото и платина.

Как же слияние нейтронных звезд производит эти элементы? Дело в том, что при столкновении нейтронных звезд часть их материи выбрасывается в космос. Эта материя состоит в основном из нейтронов — нейтральных частиц, которые составляют большую часть нейтронных звезд. Нейтроны могут вступать в ядерные реакции с другими атомами, превращая их в более тяжелые элементы. Этот процесс называется быстрым захватом нейтронов, или r-процессом. В результате r-процесса образуются лантаноиды и тяжелые элементы, которые затем распространяются по вселенной.

Слияние нейтронных звезд — это очень редкое и сложное для наблюдения явление. Первое событие такого рода было зарегистрировано в 2017 году с помощью гравитационных волн и электромагнитного излучения. Однако ученые сомневались в том, что этого способа достаточно, чтобы объяснить количество лантаноидов и тяжелых элементов в космическом пространстве, поэтому предполагали что есть и другие каналы их образования.

И вот недавно группа ученых из США и Китая обнаружила, что взрыв нейтронной звезды низкой массы может быть альтернативным космическим источником лантаноидов и тяжелых элементов, включая золото и платину. Их исследование было опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.

Команда заметила, что даже без столкновения, первичная нейтронная звезда может отдавать свою массу звезде-компаньону под действием приливной силы. Потеряв достаточное количество массы, она утрачивает способность поддерживать себя под силой собственного сжатия, и переходит в состояние неконтролируемых колебаний. Эти колебания в конечном итоге приводят к взрыву, разрывающему звезду на части.

Ученые исследовали, может ли этот канал синтезировать сравнимые с слиянием нейтронных звезд количества лантаноидов и тяжелых элементов. Для этого они использовали сложные численные модели, которые учитывали большое количество ядерных реакций и экстремальные условия вокруг нейтронной звезды. Они обнаружили, что взрыв нейтронной звезды низкой массы действительно может производить лантаноиды и тяжелые элементы, и что их химический состав близок к солнечному составу, особенно в тяжелых элементах. Это свидетельствует о том, что этот сценарий может быть еще одним важным способом объяснения распределения химических элементов во вселенной.

Это исследование проливает свет на один из фундаментальных вопросов о вселенной: откуда берутся все химические элементы и как вселенная эволюционировала от одних лишь водорода и гелия до целого разнообразия из 118 элементов.

9 комментариев

Добавить комментарий

Eldarado
Morphshine, во-первых, подтяни русский и астрономию. Вот эта строка выглядит как чушь:
Нейтронные звезды — это остатки взорвавшихся звезд, масса которых сопоставима с массой Солнца.

Масса каких звёзд сопоставима с массой Солнца? Чтобы обычная звезда в конце своей жизни стала нейтронной, её начальная масса должна быть более 8 масс Солнца. А уж сама нейтронная звезда может быть сопоставима с массой Солнца.
Во-вторых, крайне рекомендую подписаться на Astronomy Picture of the Day: http://apod.nasa.gov/ — там можно брать шикарные картинки, которые красивее и полезней нейроарта. Например, вот таблица Менделеева с указанием происхождения элементов: https://apod.nasa.gov/apod/ap200809.html
o
смысл разговарить с gpt-пастой?
Eldarado
Вы правы. Судя по его ответу, эта языковая модель необучаема.
Ruby_Rougarou
А где в цитате хоть слово про обычные звёзды?
Eldarado
Нигде. А должно быть.
Ruby_Rougarou
Так статья не про формирование космических объектов, а их разрушение). Можно было написать про все стадии эволюции звезд, не спорю, но простыни тоже мало кто любит, и отношение к теме это имеет, на мой взгляд, скорее косвенное. А так — каждый волен речь нести свободно, и я с удовольствием почитаю ваши статьи с вашим видением необходимого информационного наполнения)
Eldarado
«Чтобы обычная звезда в конце своей жизни стала нейтронной, её начальная масса должна быть более 8 масс Солнца.» — одна строка и никаких простыней.
А так, получается, что статья у вас про то как вы владеете Bing image creator ))
.
Кстати. Нейтронная звезда нехило искривляет пространство вокруг себя, выступая в роли небольшой гравитационной линзы. А этого на картинках нет.
Ruby_Rougarou
Я не до конца с вами согласен, но в целом думаю что вы тоже в какой-то степени правы, поэтому сделаю ревизию статьи.
А касательно бинг имейджа — я сопоставляю полученные изображения с изображениями предоставленными космическими компаниями, и поскольку приличная часть их изображений это тоже «артистик вижн», то я не вижу принципиальной разницы
o
approved artistic vision, в части научных статей. они таки согласуют с художником результат.
рандомного говна уровня нейронок — пруд пруди.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

45 секунд над волнами без единого вдоха: как морская рыба побила мировой рекорд полета и чем за это заплатила

Секундомер видеомонтажного пульта японского телеканала NHK зафиксировал ровно 45 с непрерывного парения рыбы над гребнями волн на скорости около 50 км/ч. Для наглядности: первый в истории...

Портативный ЦАП/усилитель MUSE HiFi U3: с интегрированым USB-C коннектором и дискретными операционными усилителями

Представленный в обзоре бюджетный портативный ЦАП/усилитель MUSE HiFi U3 обладает балансным и обычным аудиовыходами, двойным дискретным усилителем, а так же встроенным USB-C коннектором....

В реке стерлядь нерестится раз в три года, а на фермах — каждые 9 месяцев: за счет чего сжали цикл

Ровно 1,4 кг веса и сформированная черная икра внутри: в дикой Волге самка стерляди доходит до этого состояния только к 7-8 г. жизни. На закрытых рыбных фермах точно такой же результат...

Какую форму для льда выбрать: силиконовую или пластиковую?

Разница между силиконовыми и пластиковыми формами для льда — это не просто вопрос вкуса, а выбор между практичностью, долговечностью и гигиеной. У каждого материала есть преданные...

Kiwi Ears Allegro BAL — обзор ЦАПа/усилителя для наушников с двумя балансными выходами

Компания Kiwi Ears продолжает свою линейку Allegro новой моделью ЦАПа с приставкой BAL. Эта приставка означает, что в ЦАПе реализован балансный разъем 4,4 мм, но теперь, в отличие от предыдущих...

Как выглядела Формула-1, когда проходила последняя гонка в Малайзии: вспоминаем 2017 год

  • Тематическая подборка
  • Спорт
Впервые за 9 лет Формула-1 приехала в Малайзию, где вынужденно организован Гран-при Бахрейна. В 2017 году, когда на трассе «Сепанг» проходили последние заезды Королевы автоспорта, гоночный...