Диск из материала, вращающегося вокруг новой черной дыры для ее питания, может создать условия, необходимые для астрономической алхимии сообщает пресс-релиз нового исследования ученых из Колумбийского университета, опубликованный порталом Science News.
«Черные дыры, рожденные в таких экстремальных условиях — те еще привередливые едоки», — комментирует соавтор исследования астрофизик Брайан Метцгер из Колумбийского университета.
Проведенное учеными компьютерное моделирование показывает, что за «один присест» они способы «съесть» определенное количество материи, а то, чем «брезгуют», разносится космическим ветром, богатым нейтронами. Эта среда имеет подходящие условия для создания тяжелых элементов, отмечают исследователи.
Наука долго ломала голову над тем, как появляются самые тяжелые элементы во Вселенной. Более легкие, такие как углерод, кислород и железо, образуются внутри звезд, а затем извергаются в звездных взрывах — сверхновых. Но для создания элементов, расположенных ниже в периодической таблице, требуется экстремальная среда, плотно заполненная нейтронами. В этой среде может происходить цепочка реакций, известная как r-процесс, в которой атомные ядра быстро поглощают нейтроны и подвергаются радиоактивному распаду с образованием новых элементов.
Ранее ученые предполагали, что при столкновении двух мертвых звезд (нейтронных) r-процесс может происходить в материале, взорванном слиянием. Это предположение было подтверждено, когда астрономы впервые стали свидетелями столкновения двух нейтронных звезд, породивших пульсацию пространства-времени, так же известную как гравитационные волны, и свет. Этот космический фейерверк показал признаки образования смеси тяжелых элементов, включая золото, серебро и платину.
Тем не менее у объяснения с участием нейтронных звезд есть некоторые пробелы. Слияние этих мертвых звезд может происходить достаточно долго. В то же время ученые обнаружили наличие тяжелых элементов в древних звездах, сформировавшихся еще на заре истории Вселенной. Пока непонятно, могло ли слияние этих астрономических объектов происходить достаточно быстро, чтобы объяснить присутствие элементов в этих ранних звездах.
Коллапсары в свою очередь могут возникать гораздо быстрее, еще практически на стадии образования звезд. И это явление может быть эффективным производителем тяжелых элементов, считает группа Мецгера. Как отмечает сам Мецгер, один коллапсар способен генерировать в 30 раз больше материала r-процесса, чем слияние нейтронных звезд. Исследователи сообщают, что коллапсары могут быть ответственны за 80 процентов элементов r-процесса во Вселенной, а слияния нейтронных звезд — за остальные оставшиеся.