Версия происхождения золота во Вселенной снова изменилась

Звезды — это кузницы, производящие большинство элементов во Вселенной. В ранней Вселенной, после того, как первичный кварковый суп остыл и слился в материю, он образовал водород и гелий — два самых распространенных элемента. Первые звезды сформировались под действием силы тяжести, стянув вместе эти материалы. В термоядерных печах своих ядер эти звезды перерабатывали водород в гелий, а затем гелий в углерод, и так далее, пока не появится железо. Само железо может плавиться, но оно потребляет огромное количество энергии, поэтому железный сердечник является конечной точкой.

Чтобы создать элементы тяжелее железа, такие как золото, серебро, торий и уран, требуется быстрый процесс захвата нейтронов, или r-процесс. Это может происходить при очень мощных взрывах, вызывающих серию ядерных реакций, в которых атомные ядра сталкиваются с нейтронами, чтобы синтезировать элементы тяжелее железа. Но это должно произойти очень быстро, чтобы радиоактивный распад не успел произойти до того, как к ядру добавятся новые нейтроны.

Теперь ученые знают, что взрыв килоновой звезды, вызванный столкновением нейтронной звезды, является достаточно энергичным процессом для протекания r-процесса. Но для производства наблюдаемых более тяжелых элементов потребуется минимальная частота столкновений нейтронных звезд.

Чтобы выяснить источники этих элементов, исследователи построили модели галактической химической эволюции для всех стабильных элементов, от углерода до урана, используя самые современные астрофизические наблюдения и химическое содержание Млечного Пути. Они включали теоретические выходы нуклеосинтеза и частоту событий.

Ученые представили свою работу в периодической таблице, которая показывает происхождение элементов, которые они моделировали. И, среди своих открытий, исследователи обнаружили, что частота столкновений нейтронных звезд отсутствует с ранней Вселенной до наших дней. Они считают, что причиной может быть сверхновая звезда.

Они называются магнитовращающими сверхновыми и возникают, когда коллапсирует ядро массивной, быстро вращающейся звезды с сильным магнитным полем. Они также считаются достаточно энергичными для того, чтобы происходил r-процесс. Если небольшой процент сверхновых звезд между 25 и 50 массами Солнца является магнитовращающим, это могло бы компенсировать разницу.