Снимка: Изобразяване на неутронна звезда/ NASAАстрономите обичат да казват, че ние сме страничните продукти на звездите, звездните пещи, които отдавна сливат водород и хелий в елементите, необходими за живота чрез процеса на звездна нуклеосинтеза.
Както по-късно Карл Саган каза: "Азотът в нашата ДНК, калция в зъбите ни, желязото в кръвта ни, въглеродът в нашите ябълкови пайове са направени в интериора на срутилите се звезди. "
Но какво да кажем за по-тежките елементи в периодичната графика, елементи като злато, платина и уран?
Астрономите вярват, че повечето от тези "елементи на r-процес" - елементи, много по-тежки от желязото - са създадени или след срутването на масивните звезди и свързаните с тях експлозии на свръхнова, или при сливането на двойни звездни системи от неутрони.
"Необходим е друг вид пещ за изработване на злато, платина, уран и повечето други елементи, по-тежки от желязото", обяснява Джордж Фулър, теоретичен астрофизик и професор по физика, който ръководи Центъра за астрофизика и космически науки в Сан Диего. "Тези елементи най-вероятно се образуват в среда, богата на неутрони".
В доклад, публикуван на 7 август в сп. Physical Review Letters, той и двама други теоретични астрофизици в UCLA - Алекс Кусенко и Володимир Тахистов предлагат още средства, чрез които звездите биха могли да произведат тези тежки елементи: малки черни дупки, които са влезли в контакт С и са заловени от неутронни звезди, а след това ги унищожили.
Неутронните звезди са най-малките и най-гъсти звезди, за които е известно, че съществуват, толкова гъста, че една лъжица от тяхната повърхност има еквивалентна маса от три милиарда тона.
Малките черни дупки са по-спекулативни, но много астрономи вярват, че те биха могли да бъдат страничен продукт на Големия взрив и че сега те могат да съставят част от "тъмната материя" - невидимите, почти недействащи неща, Вселената.
Ако тези малки черни дупки последват разпределението на тъмната материя в пространството и съжителстват с неутронните звезди, Фулър и колегите му твърдят, че ще се появят някои интересни физика.
Те изчисляват, че в редки случаи неутронната звезда ще улови такава черна дупка и след това ще я погълне отвътре. Този насилствен процес може да доведе до изхвърлянето на част от плътната неутронна звезда в пространството.
"Малките черни дупки, продуцирани в Големия взрив, могат да нахлуят в неутронна звезда и да я ядат отвътре", обяснява Фулър. "В последните милисекунди от погиването на неутронната звезда количеството изхвърлен богат на неутрони материал е достатъчно, за да обясни наблюдаваните изобилие от тежки елементи."
"Тъй като неутронните звезди се поглъщат", добави той, "те се въртят и изхвърлят студена неутронна материя, която се декомпресира, загрява и прави тези елементи".
Този процес на създаване на най-тежките елементи на периодичната таблица ще даде обяснения за редица други неразрешени пъзели във Вселената и в собствената ни галактика "Млечен път".
"Тъй като тези събития се случват рядко, човек може да разбере защо само една от десетте галактики джудже е обогатена с тежки елементи", каза Фулър. "Системното унищожаване на неутронните звезди от първобитните черни дупки е в съответствие с липсата на неутронни звезди в галактическия център и в галактиките джуджета, където гъстотата на черни дупки трябва да бъде много висока".
Освен това учените изчислиха, че изхвърлянето на ядрената материя от малките черни дупки, които поглъщат неутронни звезди, ще доведе до три необяснени явления, наблюдавани от астрономите.
"Те са отличителен дисплей на инфрачервена светлина (понякога наричана" kilonova "), радиоизлъчване, което може да обясни мистериозните Бързи радиоразпръсквания от неизвестни източници дълбоко в космоса и позитроните, открити в галактическия център чрез рентгенови наблюдения. Фулър казва "Всеки от тях представлява дългогодишни загадки. Наистина е изненадващо, че решенията на тези привидно несвързани явления могат да бъдат свързани с насилствения край на неутронните звезди в ръцете на малки черни дупки".
Финансирането на този проект бе осигурено от Националната научна фондация (PHY-1614864) в UC San Diego и от Министерството на енергетиката на САЩ (DE-SC0009937) в UCLA. Алекс Кушенко бе подкрепен отчасти от инициативата на Международния изследователски център World Premier Initiative (WPI), MEXT, Япония.
Източник: Калифорнийски университет - Сан Диего
