Ученые приблизились к пониманию процессов, благодаря которым звезды создают химические элементы, составляющие планеты, живые организмы и окружающее вещество. Две новые научные работы посвящены образованию элементов во время взрывов сверхновых и их распространению в космосе. Результаты исследований опубликованы в июльском выпуске журнала Physical Review Letters.
Астрономы много веков наблюдают яркие вспышки сверхновых, возникающие при гибели массивных звезд, однако механизм таких взрывов остается изученным не полностью. В первой работе исследователи рассмотрели радиоактивный титан-44, который образуется при взрыве и сохраняется после угасания сверхновой. Эксперименты показали, что подобных элементов создается на 35% больше, чем предполагалось ранее.
Эти данные позволят точнее строить компьютерные модели сверхновых и сопоставлять их с астрономическими наблюдениями. Постдокторант Группы ядерной физики Университета Суррея Кристофер Казинс заявил, что еще несколько десятилетий назад такие измерения считались недостижимыми. По его словам, полученный результат помогает изучать один из ключевых нерешенных вопросов астрофизики.
Вторая работа была посвящена сверхновым типа I, которые возникают, когда нейтронная звезда притягивает вещество соседней звезды. Нейтронная звезда представляет собой плотный остаток светила: масса, сопоставимая с одной-двумя массами Солнца, сосредоточена в объекте диаметром около 20 километров. При падении захваченного вещества на ее поверхность запускается термоядерный взрыв, в ходе которого формируются тяжелые элементы и выделяется энергия, в том числе в виде рентгеновских всплесков.
Специалисты Центра редких изотопных пучков в Мичигане подробно изучили ядерную реакцию, вызывающую такие всплески. Они установили, что во время процесса часть ядерного вещества действительно временно задерживается в никель-медном цикле, хотя доля этого вещества невелика. Как отметил сотрудник Университета Суррея Гэвин Лотей, оба исследования помогают точнее сопоставлять модели с наблюдениями и лучше понять происхождение и распространение химических элементов во Вселенной.