Космический взрыв в миллион раз ярче Млечного Пути создал редкие элементы

Взрыв, произошедший 7 марта, оказался вторым по яркости гамма-всплеском, когда-либо наблюдавшимся телескопами за более чем 50-летнюю историю наблюдений, более чем в миллион раз ярче, чем вся галактика Млечный Путь вместе взятая. Гамма-всплески - это короткие выбросы наиболее энергичной формы света, поясняет CNN.

Этот конкретный всплеск, названный GRB 230307A, вероятно, образовался, когда две нейтронные звезды — невероятно плотные остатки звезд после взрыва сверхновой — слились в галактике на расстоянии около миллиарда световых лет от нас. Согласно исследованию, опубликованному в среду в журнале Nature, в дополнение к выбросу гамма-излучения слияние привело к килоновой вспышке, редкому взрыву, который происходит, когда нейтронная звезда сливается с другой нейтронной звездой или черной дырой.

“Известно лишь несколько килоновых вспышек, и это первый раз, когда мы смогли увидеть последствия килоновой с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба”, - говорит ведущий автор исследования Эндрю Леван, профессор астрофизики в Университете Радбуда в Нидерландах. Леван также был частью команды, которая впервые обнаружила килоновую вспышку в 2013 году.

В дополнение к телескопу Уэбба космический гамма-телескоп НАСА "Ферми", обсерватория Свифта имени Нила Герелса и спутник наблюдения транзитных экзопланет наблюдали вспышку и проследили ее до слияния нейтронных звезд. Уэбб также использовался для обнаружения химического состава теллура после взрыва.

Теллур, редкий металлоид, используется для окрашивания стекла и керамики и играет важную роль в процессе производства перезаписываемых компакт-дисков и DVD-дисков, согласно данным Королевского химического общества. Астрономы ожидают, что другие элементы, близкие к теллуру в периодической таблице Менделеева, включая йод, который необходим для большей части жизни на Земле, вероятно, будут присутствовать в материале, выпущенном килоновой.

“Чуть более 150 лет прошло с тех пор, как Дмитрий Менделеев составил периодическую таблицу элементов, и теперь мы, наконец, в состоянии начать заполнять те последние пробелы в понимании того, где все было создано, благодаря Уэббу”, - сказал Леван.

Астрономы долгое время считали, что слияния нейтронных звезд - это небесные фабрики, которые создают редкие элементы тяжелее железа. Но было трудно найти доказательства.

Килоновые звезды - редкие явления, что затрудняет их наблюдение, отмечает CNN. Но астрономы обращают внимание на короткие гамма-всплески, которые длятся максимум около двух секунд, как на характерные побочные продукты редких событий.

Что было необычным в этом всплеске, так это то, что он длился 200 секунд, что делает его длительным гамма-всплеском. Такие продолжительные вспышки обычно связаны со сверхновыми, образующимися при взрыве массивных звезд.

“Этот всплеск относится к категории длинных. Это не так близко к границе. Но, похоже, он исходит от сливающейся нейтронной звезды”, - говорится в заявлении соавтора исследования Эрика Бернса, доцента физики и астрономии в Университете штата Луизиана.

Ферми первоначально обнаружил гамма-всплеск, и астрономы использовали наземные и космические обсерватории для отслеживания изменений яркости после взрыва в гамма-, рентгеновском, видимом, инфракрасном и радиоволновом диапазонах света. Быстрые изменения в видимом и инфракрасном свете наводили на мысль, что это была килонова.

“Этот тип взрыва происходит очень быстро, при этом вещество во взрыве также быстро расширяется, - сказал в своем заявлении соавтор исследования Ом Шаран Салафия, научный сотрудник астрономической обсерватории Брера Национального института астрофизики в Италии. – По мере расширения всего облака вещество быстро остывает, и пик его свечения становится видимым в инфракрасном диапазоне и становится краснее в течение нескольких дней или недель”.

Команда ученых также использовала телескоп Уэбба, чтобы проследить путь нейтронных звезд до того, как они взорвались.

Когда-то они были двумя массивными звездами в двойной системе, существовавшей в спиральной галактике. Одна из пары взорвалась как сверхновая, оставив после себя нейтронную звезду, а затем то же самое произошло с другой звездой. Эти взрывные события выбросили звезды из их галактики, и они остались парой, пролетев 120 000 световых лет, прежде чем слиться через несколько сотен миллионов лет после того, как были выброшены из своего дома.

Астрономы десятилетиями пытались определить, как образуются химические элементы во Вселенной, продолжает CNN.

Обнаружение большего количества килоновых вспышек в будущем с помощью таких чувствительных телескопов, как телескоп Уэбба и космический телескоп Нэнси Грейс, запуск которого намечен на 2027 год, может дать представление о том, какие тяжелые элементы образуются и высвобождаются в результате редких взрывов.

Исследователи также хотят найти больше слияний, которые создают более длительные гамма-всплески, чтобы определить, что ими движет и есть ли какая-либо связь с элементами, созданными в процессе.

Бурный жизненный цикл звезд распределил элементы, содержащиеся в периодической таблице Менделеева, по всей Вселенной, включая те, которые в первую очередь необходимы для формирования жизни на Земле. Возможность изучать звездные взрывы, подобные килоновым, появившаяся в последние годы, позволяет ученым ответить на вопросы о формировании химических элементов, позволяя глубже понять, как Вселенная эволюционировала с течением времени.