Обнаружение древней звезды в Млечном Пути стало первым доказательством другого происхождения тяжелых элементов - урана и золота

Недавно в Млечном Пути была обнаружена древняя звезда SMSS J2003-1142, которая стала первым подтверждением наличия иного источника тяжелых элементов. Ранее ученые считали, что объединение нейтронных звезд является единственным способом создания элементов, более тяжелых, чем цинк. Эти объединения включают смесь остатков нескольких полновесных звезд в двойной системе. Более подробно о новом открытии, важном для науки астрологии, читайте далее.

Новая находка

Ученые утверждают, что тяжелые элементы появились после Большого взрыва в молодой Вселенной. Тогда прошло еще очень мало времени для того, чтобы сформировались нейтронные звезды. Именно поэтому требовался иной источник, чтобы пояснить присутствие тяжелых ранних элементов в Млечном Пути.

Регистрация звезды SMSS J2003-1142 в гало Млечного Пути, которое представляет собой сферическую зону, расположенную вокруг галактики, является первым доказательством иного источника тяжелых металлов, включая золото и уран. Новое исследование ученых было обнародовано в журнале Nature. С помощью него эксперты показали, что тяжелые элементы, найденные в древней звезде, возможно, сформировались не в итоге объединения нейтронных звезд, а после взрыва быстро крутящейся звезды с мощным магнитным полем и массой, в 25 раз превышающей вес Солнца. Ученые назвали этот взрыв магнитокрутящей гиперновой.

Алхимия звезд

Недавно эксперты установили, что объединения нейтронных звезд реально в нашей галактике являются источником тяжелых элементов. Из наименования следует, что это когда в двойной системе 2 нейтронные звезды объединяются вместе в энергетическом событии, именуемом килонова. Итогом этого процесса является формирование тяжелых элементов.

И все же модели химической эволюции, которые существуют в нашей галактике, показывают, что объединения нейтронных звезд не могли привести к возникновению установленных образцов элементов, пребывающих во многих древних звездах, в том числе и в SMSS J2003-1142.

Реликвия из молодой Вселенной

Известно, что SMSS J2003-1142 была обнаружена австралийскими учеными в 2016 году. Затем в 2019 году, в сентябре, эту звезду отслеживали в Чили при помощи телескопа Европейской южной обсерватории. Ученым удалось изучить химический состав объекта. Анализ показал, что в нем содержится железа в 3000 меньше, чем в Солнце. Иными словами, найденная звезда химически примитивна.

Отслеживаемые элементы, возможно, были произведены сразу после Большого взрыва родительской единственной звездой.

Сигнатуры схлопнувшейся быстро крутящейся звезды

Химсостав SMSS J2003-1142 может рассказать о свойствах и природе ее родительской звезды. Особенно важными являются ее необычно высокие объемы цинка, азота и тяжелых составляющих, включая уран и европий. Колоссальные объемы азота в SMSS J2003-1142 свидетельствуют о том, что звезда-родитель быстро крутилась, а большое количество цинка указывает на то, что энергия взрыва была почти в 10 раз больше, чем у простой сверхновой. Это означает, что это была именно гиперновая. Также большой объем урана потребовал бы наличия внушительного числа нейтронов.

Тяжелые компоненты, которые сегодня наблюдаются в найденной звезде, являются доказательством того, что она сформировалась в итоге раннего взрыва магнитокрутящей гиперновой. Таким образом, работа ученых представила первое свидетельство того, что события магнитовращательной гиперновой – это источник тяжелых компонентов в нашей галактике (одновременно с объединением нейтронных звезд).

Немного о слиянии нейтронных звезд

Как можно установить, что не только объединение нейтронных звезд привело к появлению элементов, которые были найдены в древней звезде? Согласно гипотезе ученых, одна звезда-родитель произвела бы все элементы, отслеживаемые в найденном объекте. Но для того, чтобы те же элементы сформировались лишь в итоге объединения нейтронных звезд, понадобилось бы намного больше времени. И все же на столь раннем этапе образования галактики, когда были созданы эти элементы, данный процесс вряд ли бы был задействован.

Также объединения нейтронных звезд производят лишь тяжелые компоненты, поэтому для пояснения возникновения иных тяжелых металлов, таких как кальций, отслеживаемых в SMSS J2003-1142, должны были появиться добавочные начала, такие как сверхновые звезды. Этот сценарий более замысловат, поэтому менее вероятен.

Модель магнитокрутящей гиперновой гарантирует лучшее соответствие сведениям, а также может пояснить состав SMSS J2003-1142 при помощи одного события. Это могло быть объединение нейтронных звезд вместе с магнитокрутящими сверхновыми, которые могли бы рассказать, как были произведены все тяжелые компоненты в Млечном Пути.