Великий телескоп підтверджує, що це сталося після злиття двох нейтронних зірок, які створили гравітаційні хвилі в 2017 році.

У 2017 році, після історичного виявлення гравітаційних хвиль, що проходять через Землю, Європейська південна обсерваторія (ESO) спрямувала свій дуже великий телескоп (VLT) та інші телескопи на джерело: злиття нейтронних зірок під назвою GW170817.

чином

Пов’язані новини

Астрономи підозрювали, що якщо при зіткненні нейтронних зірок утворюються важчі елементи, сліди цих елементів можуть бути виявлені в кілонова, вибухонебезпечні залишки цих злиттів. Це те, що зараз зробила група дослідників, використовуючи дані з Інструмент X-shooter, встановлений в VLT ESO, а результати опубліковані в журналі Nature.

Після злиття GW170817 флот телескопів ESO розпочав спостереження за вибухом кілонової в широкому діапазоні довжин хвиль. Зокрема, X-шутер взяв ряд спектри від ультрафіолету до ближнього інфрачервоного. Початковий аналіз цих спектрів припустив наявність важких елементів у кілоновій, але на сьогодні астрономи не змогли ідентифікувати окремі елементи.

"Після повторного аналізу даних синтезу 2017 року ми виявили підпис важкого елемента в цьому вогненному кулі: стронцію, який показує, що зіткнення нейтронних зірок створити цей елемент у Всесвіті"говорить головний автор дослідження Дарах Ватсон з Університету Копенгагена, Данія.

На Землі стронцій природним чином зустрічається в ґрунті і концентрується в певних мінералах. Його солі використовують для отримання яскраво-червоний колір до феєрверків.

Відсутній шматок головоломки

Астрономи знали про фізичні процеси, що створюють елементи, ще з 1950-х рр. Протягом наступних кількох десятиліть вони виявили космічне розташування кожного з цих основних ядерних кувань, крім одного.

"Це завершальний етап десятиліть тривалої погоні за виправленням походження елементів", - говорить Ватсон, додаючи: "Зараз ми знаємо, що процеси, що створювали елементи, відбувалися переважно у звичайних зірках, при вибухах наднових або у зовнішніх шарах старих зірок.. Але до цього часу ми не знали місця остаточного процесу, відомого як швидке захоплення нейтронів, який створив найважчі елементи періодичної системи ".

Швидке захоплення нейтронів - це процес, при якому атомне ядро ​​захоплює нейтрони досить швидко, щоб дозволити створювати дуже важкі елементи. Хоча багато елементів зустрічається в ядрах зірок, створюючи елементи важчі заліза, наприклад стронцій, вимагає ще більш гарячого середовища з великою кількістю вільних нейтронів. Швидке захоплення нейтронів відбувається природним шляхом лише в екстремальних середовищах, де атоми бомбардуються великою кількістю нейтронів.

"Це ми можемо впершебезпосередньо пов’язують новостворений матеріал, що утворився в результаті захоплення нейтронів, із злиттям нейтронних зірок, підтверджуючи, що нейтронні зірки створені з нейтронів, і пов'язуючи довго обговорюваний процес швидкого захоплення нейтронів із такими злиттями ", - додає Каміла Юуль Хансен з Інституту астрономії Макса Планка в Гейдельберзі, яка зіграла важливу роль у дослідженні.

Вчені зараз починають це робити краще зрозуміти злиття нейтронних зірок та кілонових. Через обмежене розуміння цих нових явищ та інші складності в спектрах, які пристрій X-Shooter VLT взяв від вибуху, астрономи досі не могли ідентифікувати окремі елементи.

"Насправді, дуже скоро після події, ми прийшли до думки, що ми можемо бачити стронцій. Однак довести, що це було так виявилося дуже важко. Складність була зумовлена ​​нашими незначними знаннями про спектральний вигляд найважчих елементів у періодичній системі"говорить Джонатан Селсінг, дослідник Університету Копенгагена, ключовий автор статті.

Злиття GW170817 стало п'ятим виявленням гравітаційних хвиль, що стало можливим завдяки LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), установі NSF в США та Interferometer Virgo, в Італії. Розташована в галактиці NGC 4993, лЯдерний синтез був першим і поки що єдиним джерелом гравітаційних хвиль, видимий аналог якого був виявлений телескопами на Землі.

На думку дослідників, спільними зусиллями LIGO, Діви та VLT ми маємо більш чітке розуміння на сьогоднішній день внутрішні дії нейтронних зірок та їх вибухові злиття.