Ядерную реакцию, протекающую в нейтронных звездах, воспроизвели в лаборатории
Физики воспроизвели в лабораторных условиях ключевую ядерную реакцию, происходящую во время взрывов на нейтронных звездах. Считается, что именно такие вспышки производят тяжелые элементы, из которых состоят планеты и мы с вами.
«В начале своего развития Вселенная состояла почти исключительно из водорода и гелия. Все более тяжелые элементы — от кислорода, которым мы дышим, до железа в ядре Земли — образовались позже, в звездах и при их взрывах. Понимая, как именно это происходит, мы можем разобраться в том, как эти элементы, из которых сложены планеты и невозможна жизнь, распределяются в космосе», — объясняет ведущий исследователь Джасприт Рандхава из Университета штата Миссисипи.
По его словам, нейтронные звезды — это плотные остатки, которые остаются после взрыва массивных звезд. Будучи размером с город, они могут иметь массу, превышающую солнечную. В некоторых двойных системах нейтронная звезда притягивает вещество от звезды-компаньона, что приводит к мощным рентгеновским вспышкам.
В этих взрывах одна за другой происходят ядерные реакции с образованием тяжелых элементов. Теоретические модели предполагали, что этот процесс может стопориться на меди-59 — короткоживущем изотопе, который распадается менее чем за две минуты. Это узкое окно существования долгое время не позволяло провести эту реакцию в лабораторных условиях, чтобы измерить ее параметры.
«Нам хотелось выяснить, есть ли у природы встроенный барьер, который останавливает образование тяжелых элементов во время рентгеновских вспышек на поверхности нейтронных звезд», — говорит астрофизик.
Он и его коллеги разогнали пучок ядер меди-59 и направили на мишень из замороженного водорода прежде, чем изотоп успел распасться. Опыты проводили в TRIUMF — национальной лаборатории физики ядра и элементарных частиц Канады, одном из немногих центров в мире, способных вырабатывать медь-59 в количестве, достаточном для таких исследований. Эксперимент, результаты которого опубликованы в The Astrophysical Journal, стал первым в мире прямым лабораторным измерением этой ключевой реакции.
«Измерения показали, что такой барьер гораздо слабее, чем предполагалось. А значит, процесс, порождающий тяжелые элементы, может идти дальше», — заключил Рандхава.
Странная звезда подсказала, откуда во Вселенной взялись уран и плутоний
Раскрыты причины мощного космического взрыва в крошечной галактике
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX