Ученые двух ведущих американских университетов во Флориде и Колумбии пришли к выводу о том, что чуть более 4,5 миллиардов лет назад недалеко от того места, где зародилась солнечная система, произошло столкновение двух нейтронных звезд, что привело к образованию черной дыры. Благодаря случившемуся, планеты нашей системы, включая Землю, получили большое количество элементов, среди которых уран, платина и золото.
Нейтронные звезды представляют собой уникальные объекты, родившиеся от массивных гигантов, чей вес превышает вес нашего Солнца в 3-7 раз.
При взрыве сверхновой звезды, в космос выбрасываются внешние слои, тогда как остается ядро. Звезда в таких условиях больше не способна поддерживать обеспечивать ядерный синтез. В отсутствии давления от верхних слоев она стремительно сжимается.
Нейтронные объекты обладают в 1,5 раза большим весом, чем наше Солнце, однако их размер невелик и составляет порядка 20 километров. В результате чего остатки сверхновой имеют большую плотность. Если переместить одну чайную ложечку звездного вещества на нашу планету, то она будет иметь вес более 100 млн тонн.
Что представляют из себя эти звезды?
На данный момент выяснить состав таких звезд не представляется возможным, но ученые строят предположения о том, что основная масса представлена нейтронной сверхтекучей жидкостью. Нейтронные объекты несмотря на свой небольшой размер имеют колоссальное гравитационное притяжение. Силы гравитации в них перемещаются вокруг оси звезды и их скорость постоянно возрастает, за счет непрекращающегося сжатия.
Внешне осколки сверхновых представляют собой звезду, чья твердая наружная поверхность постоянно трескается и сотрясается изнутри. Есть предположение, что огромное давление в ядре соответствует тому, которое было на момент большого взрыва, однако смоделировать подобное невозможно на нашей планете.
Нейтронные звезды считаются идеальными объектами для исследования, так как позволяют ученым наблюдать энергии, которые невозможны на Земле.
Что такое R-процесс?
Согласно расчетам исследователей становится понятен характер и места распространения в нашей галактике областей, где возможен r-процесс, то есть быстрое слияние легких ядер с нейтронами с образованием элементов c атомным весом более чем у железа. Протекание r-процесса возможно при взаимодействии нейтронных объектов и взрывах сверхновых, в такие моменты появляются радиоактивные изотопы с периодом полураспада< 100 лет. Продукты, появившиеся в процессе распада вышеназванных изотопов, можно обнаружить в метеоритах. Из всего этого следует вывод о том, что данные вещества присутствовали в большом количестве в еще молодой звездной системе.
Были смоделированы процессы слияния в Млечном Пути нейтронных звезд, с поправками на турбулентные явления и размещение в галактике звездной массы. В различных вариантах симуляции плотные объекты сталкивались в случайном порядке в различных частях галактики. При этом производились подсчеты количества изотопов в межзвездном пространстве. В результате было сделано интересное открытие о том, что в молодой звездной системе вещества r-распада сконцентрированы в непосредственной близости от туманности, в которой появилось наше Солнце.
Согласно вычислениям, слияние столкновение звездных остатков, благодаря которому появилось такое большое количество изотопов, случилось всего в 978 св. г. от туманности за 80 млн лет до появления нашей планетарной системы. В результате мощнейшего взрыва появилось огромное количество плутония и кюрия, в результате распада которых образовалось 0,3% от массы нашей звездной системы.
По человеческим меркам, столкновение в Млечном Пути нейтронных объектов случаются совсем не часто – от 1 до 100 раз в миллион лет. Во время взаимодействия происходят выбросы вещества, что провоцирует начало r-процесса.