При столкновениях нейтронных звезд образуются редкоземельные элементы

Астрономы впервые после взрыва килоновой подтвердили наличие редкоземельных элементов. Открытие подтверждает более ранние теоретические модели

Нейтронные звезды редки во Вселенной, потому что массивные звезды, дающие начало нейтронным звездам, также редки. Тем не менее иногда случаются столкновения двух нейтронных звезд. При таком столкновении происходит взрыв килоновой, который выбрасывает в окружающее пространство вещество, содержащее значительное количество тяжелых химических элементов.

Фото: Университет Тохоку

Астрономы наблюдали первую надежно идентифицированную килонову в 2017 году. Но с тех пор у них возникли проблемы с радиационным анализом этого события, которое носит обозначение GW 170817. До недавнего времени по спектру видимого излучения удавалось идентифицировать только стронций — очень реакционноспособный элемент из щелочноземельных металлов.

Исследовательская группа под руководством Нанаэ Домото из японского университета Тохоку занималась анализом спектра излучения kilonova GW 170817. Ученые систематически изучали, а затем сравнивали полученные данные с симуляциями, созданными астрофизическим суперкомпьютером ATERUI II Национальной астрономической обсерватории Японии. Ученые опубликовали результаты своего исследования в The Astrophysical Journal.

Исследователи пришли к выводу, что наблюдаемые характеристики спектра излучения kilonova GW 170817 лучше всего объясняются наличием редкоземельных элементов лантана и церия. До сих пор их образование при столкновении нейтронных звезд считалось лишь гипотетическим, выведенным из теоретических расчетов. В космосе на 30 миллиардов атомов водорода приходится один атом церия, а в лантане эта концентрация еще ниже — один атом лантана на 100 миллиардов атомов водорода. На Земле оба элемента встречаются только в виде соединений.

Фото: Wikimedia Commons

«Это первое прямое подтверждение присутствия редкоземельных элементов в спектре излучения от столкновений нейтронных звезд», — объясняет Нанаэ Домото. «Это открытие расширяет наши знания о происхождении химических элементов во Вселенной. В будущем мы хотим использовать более сложные модели материала, созданного во время взрыва килоновой, что могло бы дать более глубокое понимание образования химических элементов».