Исследователи из нескольких институтов Китая в совместном проекте обнаружили альтернативный космический источник золота и других тяжелых металлов. В качестве такового идентифицирован взрыв отдельной нейтронной звезды малой массы.
Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal, а коротко о нем рассказывает Phys.org. Целью проекта был поиск альтернативного источника появления лантаноидов и других тяжелых элементов во Вселенной. Свое внимание ученые сконцентрировали на изучении нейтронных звезд с массой от 10 до 25 раз больше солнечной массы. Известно, что после взрыва звезда оставляет после себя компактный объект с массой, сравнимой с массой Солнца. Он достаточно стабилен, чтобы существовать в одиночку.
Существуют и двойные система, в которых взаимодействие первичной звезды с нейтронной звездой-компаньоном может спровоцировать катастрофу. Подобное событие наблюдалось в 2017 году. Считается, что столкновение нейтронных звезд является основным источником лантаноидов и тяжелых элементов во Вселенной, поскольку данный механизм создает необходимые условия для синтеза этих элементов. Однако в новом исследовании доказывается, что это не единственный способ появления тяжелых элементов в космическом пространстве.
Китайские ученые пришли к выводу о том, что даже без прямого столкновения первичная нейтронная звезда может потерять массу по сравнению со своей звездой-компаньоном. Происходит это из-за действия приливной силы гравитации. После потери массы звезда становится нестабильной, что в результате приводит к ее взрыву. Компьютерное моделирование показало, что такой взрыв тоже способен синтезировать тяжелые элементы. То есть он представляет собой альтернативный столкновению нейтронных звезд способ образования золота и лантаноидов. Происходит это за счет очень мощных ядерных реакций и создания экстремальных условий вокруг нейтронной звезды.
В своей работе команда успешно смоделировала такие взрывы, для чего использовалась самая крупная "ядерная сеть", состоявшая из более чем 3000 изотопов. Полученные результаты подтвердили, что отдельная нейтронная звезда малой массы действительно может стать нестабильной и взорваться. Химический состав выбросов материала при этом оказался очень похожим на солнечный, особенно по тяжелым элементам, включая драгоценные металлы, то есть золото и платину. Выяснилось, что эти металлы образуются в очень больших объемах.