Гамма-сплески, які є найпотужнішими вибухами у Всесвіті, стають об’єктом досліджень, що дозволяють науковцям краще зрозуміти, як виникають найважчі хімічні елементи. Вчені вважають, що ці сплески можуть сприяти утворенню важких елементів із зовнішніх шарів загиблих зірок завдяки їх інтенсивному світлу.
Ці дослідження представлені в статті, опублікованій у науковому журналі “The Astrophysical Journal”. Дослідники підтвердили теорію, яка стосується вибухів наднових типу Ia, а також висунули нову гіпотезу про механізм, що пояснює формування найважчих хімічних елементів.
Раніше багато вчених вважали, що для створення важких елементів, таких як золото, необхідна значна кількість нейтронів, які здатні збільшувати ядра атомів. Ця думка призвела до висновку, що важкі елементи з’являються лише в умовах, де вже є достатня кількість нейтронів.
Нейтрони, як правило, зберігаються в ядрах атомів або в нейтронних зорях, які характеризуються дуже високою щільністю. Ядерні реакції можуть звільнити нейтрони, проте вільні нейтрони нестабільні й швидко розпадаються, що значно обмежує сценарії їх використання для створення важких елементів. Однак одним з таких сценаріїв є злиття нейтронних зірок.
Нейтронні зорі – це дуже щільні об’єкти з сильною гравітацією, що виникають після вибухів масивних зірок. Дослідники вважають, що існує ще один шлях утворення важких елементів: енергійні фотони від гамма-сплесків можуть створювати нейтрони, що сприяють формуванню важких елементів.
Спочатку звичайна зірка, втративши паливо для термоядерного синтезу, стискається під власною гравітацією, що може призвести до формування чорної діри та потужного гамма-сплеску. Якщо чорна діра обертається достатньо швидко, вона може випустити струмінь, що генерує високодуктні фотони, які взаємодіють із зовнішніми шарами зірки.
У цьому гарячому середовищі фотони мають можливість швидко перетворювати протони в нейтрони, а також розщеплювати атомні ядра, що веде до утворення вільних нейтронів, здатних допомагати в генеруванні важких елементів.
Цей новий механізм може пояснити раніше виявлені аномалії, такі як залізо-60 і плутоній-244, з яких частина була знайдена в донних відкладеннях на Землі. Наступні спостереження можуть підтвердити цю нову фізичну теорію створення важких елементів.
Нагадаємо також, що астрономи нещодавно зафіксували рентгенівське випромінювання, яке з’являється й зникає у чорній дірі в галактиці Андромеди, привертаючи увагу до можливих нових відкриттів у фізиці космосу.
