RW Space

В августе 2017 года человечество наблюдало чудо. Впервые мы увидели столкновение двух нейтронных звезд. Это событие наблюдали телескопы по всему миру, вызванные гравитационным хаосом, когда два объекта слились по спирали и образовали черную дыру.

Даже в то время мы знали, что одно событие — взрыв килоновой звезды под названием AT2017gfo — даст нам достаточно научных данных, чтобы их можно было изучать годами. прийти. И это доказало. Теперь ученые собрали воедино данные нескольких телескопов, чтобы восстановить дни после того, как произошла килоновая звезда, и ее бурно расширяющийся огненный шар, породивший шквал тяжелых элементов.

Это событие, которое развилось, по словам исследовательской группы под руководством астрофизика Альберта Снеппена из Института Нильса Бора при Копенгагенском университете, во многом похожее на Большой взрыв, с горячим супом частиц, которые остыли и слились в материю.

«Этот астрофизический взрыв развивается драматично каждый час, так что нет один телескоп может проследить всю историю события. Угол обзора отдельных телескопов на событие блокируется вращением Земли», — объясняет Степпен.

«Но, объединив существующие измерения, полученные в Австралии, Южной Африке и космическом телескопе Хаббл, мы можем очень подробно следить за его развитием. Мы показываем, что целое показывает больше, чем сумма отдельных наборов данных».

Наблюдения AT2017gfo показали одну интересную вещь — создание тяжелых элементов. Многие элементы создаются внутри звезд, где процессы синтеза ядра сталкивают атомы вместе, чтобы сделать более тяжелые.

Но для этого есть точка отсечения – звезды не может соединять элементы тяжелее железа, поскольку энергия, необходимая для этого, превышает энергию, вырабатываемую при синтезе.

Степпен и его коллеги продвинули этот анализ на шаг дальше, тщательно изучив несколько наборов данных, и им удалось это сделать. наблюдать ежечасную эволюцию килоновой и образование внутри нее тяжелых элементов, известных как элементы r-процесса.

Когда две нейтронные звезды сталкиваются, первоначальная килонова из взорвавшихся внутренностей нейтронной звезды чрезвычайно горячая, в миллиарды градусов, что сравнимо с жаром Большого взрыва. В этой горячей плазменной среде элементарные частицы, такие как электроны, могут свободно вращаться, несвязанные.

Как килоновая расширяется и охлаждается, частицы подхватывают друг друга и становятся атомами. По словам исследователей, это похоже на ранний период в истории Вселенной, известный как Эпоха рекомбинации.

Примерно через 380 000 лет после Большого взрыва Вселенная достаточно остыла, так что частицы начали метаться вокруг. в первичном плазменном супе могли объединяться в атомы. Плазменный суп рассеивал свет вместо того, чтобы позволить ему распространяться, и эта «рекомбинация» означала, что свет наконец смог течь через Вселенную.

Процесс объединения, наблюдаемый в килоновой нейтронной звезде, очень похож на то, что, по нашему мнению, произошло в эпоху рекомбинации, что позволяет предположить, что килоновая звезда может быть мощной лабораторией для исследования эволюции ранней Вселенной в миниатюре. .

Исследователям также удалось подтвердить присутствие стронция и иттрия в развивающейся килоновой, что усиливает поддержку для килоновых взрывов как источника тяжелых элементов во Вселенной.

«Теперь мы можем увидеть момент, когда атомные ядра и электроны объединяются в послесвечении», — говорит астрофизик Расмус Дамгаард из Института Нильса Бора.

«Впервые мы видим создание атомов, мы можем измерить температуру вещества и увидеть микрофизику этого отдаленного взрыва. Это все равно, что любоваться тремя космическими фоновыми излучениями, окружающими нас со всех сторон, но здесь мы видим все со стороны. Мы видим до, во время и после момента рождения атомов.»

Вот это металл.

Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysicals.