Джеймс Уэбб наблюдает, как сливающиеся звезды создают тяжелые элементы

Дядя Влад

На самых ранних стадиях своего существования Вселенная состояла в основном из водорода и гелия. Все остальные, более тяжелые элементы, составляющие сегодня окружающую нас Вселенную, были созданы с течением времени, и считается, что они были созданы в основном внутри звезд. Звезды создают внутри себя тяжелые элементы в процессе синтеза, и когда эти звезды достигают конца своей жизни, они могут взорваться сверхновыми, распространяя эти элементы по окружающей среде.

Так создаются более тяжелые элементы, вплоть до железа. Но для самых тяжелых элементов процесс считается иным . Они создаются не внутри звездных ядер, а в экстремальных условиях, таких как слияние звезд, когда массивные силы создают чрезвычайно плотную среду, в которой создаются новые элементы.

Теперь космический телескоп Джеймса Уэбба впервые обнаружил, что некоторые из этих тяжелых элементов образуются в результате слияния звезд. Исследователи использовали телескоп для наблюдения за эффектом килоновой звезды — огромного выброса энергии, возникающего при слиянии двух нейтронных звезд. Это событие вызвало особенно яркий гамма-всплеск, который позволил исследователям сосредоточиться и определить место слияния.

Группа ученых использовала космический телескоп имени Джеймса Уэбба НАСА/ЕКА/ККА для наблюдения исключительно яркого гамма-всплеска GRB 230307A и связанной с ним килоновой звезды. Килоновы — взрывы, вызванные слиянием нейтронной звезды либо с черной дырой, либо с другой нейтронной звездой — происходят крайне редко, что затрудняет наблюдение за этими событиями. Высокочувствительные инфракрасные возможности Уэбба помогли ученым определить домашний адрес двух нейтронных звезд, создавших килоновую. На этом изображении, полученном с помощью прибора NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона) Уэбба, выделяется килоновая GRB 230307A и ее бывшая родная галактика среди их местного окружения, состоящего из других галактик и звезд переднего плана. Нейтронные звезды были выброшены из своей родной галактики и преодолели расстояние около 120 000 световых лет, что примерно соответствует диаметру галактики Млечный Путь, прежде чем окончательно слиться через несколько сотен миллионов лет.
Группа ученых использовала космический телескоп имени Джеймса Уэбба НАСА/ЕКА/ККА для наблюдения исключительно яркого гамма-всплеска GRB 230307A и связанной с ним килоновой звезды. Килоновы — взрывы, вызванные слиянием нейтронной звезды либо с черной дырой, либо с другой нейтронной звездой — происходят крайне редко, что затрудняет наблюдение за этими событиями. Высокочувствительные инфракрасные возможности Уэбба помогли ученым определить домашний адрес двух нейтронных звезд, создавших килоновую. На этом изображении, полученном с помощью прибора NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона) Уэбба, выделяется килоновая GRB 230307A и ее бывшая родная галактика среди их местного окружения, состоящего из других галактик и звезд переднего плана. Нейтронные звезды были выброшены из своей родной галактики и прошли расстояние около 120 000 световых лет, что примерно соответствует диаметру галактики Млечный Путь, прежде чем окончательно слиться через несколько сотен миллионов лет. НАСА, ЕКА, ККА, STScI, А. Леван (IMAPP, Варва), А. Пэган (STScI)

Уэбб наблюдал, как килоновая выбрасывает элемент теллур, который, вероятно, образовался в результате слияния. Хотя ученые уже давно предполагают, что именно таким образом могут быть созданы тяжелые элементы, такие прямые доказательства наблюдаются впервые, поскольку килоновые явления — редкие и кратковременные явления. Особая яркость гамма-всплеска GRB 230307A сыграла ключевую роль в обнаружении этого события.

«Уэбб обеспечивает феноменальный импульс и может найти еще более тяжелые элементы», — сказал Бен Гомпертц, соавтор исследования в Университете Бирмингема в Соединенном Королевстве. «По мере того, как мы будем получать более частые наблюдения, модели будут улучшаться, и спектр может со временем меняться. Уэбб, безусловно, открыл двери для гораздо большего, и его способности полностью изменят наше понимание Вселенной».

Исследование опубликовано в журнале Nature .